1 Ekológia jedincov a populácii

Včeobecná ekológia I/1

Ekológia jedincov a populácii

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Všeobecná ekológia (VE) ako vedná disciplína, Vývojové etapy VE, Interdisciplinárny charakter VE, Rozdelenie VE (všeobecná, špeciálna, paleoekológia atď), Filozofické základy VE, Nové trendy v ekológii, (metapopulácie, source-sink, ostrovná ekológia)

Ad. 1 Všeobecná ekológia (VE) ako vedná disciplína Termín ekológia- z gréčtiny oikos- dom, logos- slovo, pojem, nauka, veda.

Termín poprvé pouţil Ernst Haeckel (1834-1919) v roce 1866 v dvojzväkovom diele „Generelle Morphologie der Organismen“, I. diel, str. 8 a 238. E. Haeckel definoval obsah štúdia ekológie, ako „...Ekológia je veda o vzťahoch organizmov k ich vonkajšiemu svetu organickému i neorganickému, pričom v prvom prípade ide o vťahy medzi organizmami, v druhom prípade ide o vzťahy medzi organizmami a fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami stanovišťa“. V roku 1879 zatriedil E. Haeckel ekológiu do systému biologických vied.

E. H.P.A. Haeckel, prof. zoológie na univerzite v Jene, popularizátor darwinizmu. V r. 1881 aţ 1882 navštívcil tropy, mj. aj ostrov Ceylon (Srí Lanka) v Indonézii.

Přední Indie se nachází náhorní plošina Dakkhin svaţující se k jihu směrem k pobřeţí. Na severu přechází do níţiny s řekami Ganga a Brahmaputra, coţ jsou skutečné veletoky. Ze severu zasahují do Indie menší části velehory Himaláje. Podnebí je tu teplé tropické monzunové s vydatnými letními dešti a suchou zimou. V zemi se nachází 57 národních parků.

Ernst Heinrich Philipp August Haeckel (1834-1919)

prof. zoológie na univerzite v Jene, Monocytosoa popularizátor darwinizmu. V r. 1881 aţ 1882 navštívil tropy, mj. aj ostrov Ceylon.

Rozpracoval biogenetický zákon rekapitulace (ontogeneze je zkrácené a více či méně pozměněné opakování (rekapitulace) hlavních etap evoluce (fylogeneze) skupiny, k níţ tento jedinec patří, teória invaginácie.

Študoval Protozoa (Radioloaria, Helizooa, Foraminifera) rytiny do litografického vápence ze Solnhofenu v Bavorsku

Charles Darwin (1809-1882).

Niektorí ekológovia, napr. prof. E. Hadač zastávajú názor, ţe ako prvý jasne definoval ekológiu a jej vedecké základy Ch. Darwin (1809-1882). Roku 1859 Darwin pouţíval termíny ako nika, potravný reťazec atď. Základy pro formovanie ekológie ako vednej disciplíny sú obsiahnuté v dielach Ch. Darwina „O vzniku druhov prírodnym výberom, neboli uchovanie prospešných plemien v boji o ţivot“. Dielo vzniklo na základe poznatkov z cesty okolo sveta (1831-1836, na plachetnici Beagle). Výprava uskutočnila trojmesačný výskum na sopečnom súostroví Galapágy, študované boli trofické vzťahy a trofické adaptácie „galapáţskych piniek“ tieţ Darwinove pinky z čaľade Geospizidae.

Galapágy

Mr. Bergh zachraňuje Poníţená gorila:“ Tento muţ chce zneuctit můj původ. Říká ţe je jedním z mých potomků“ Mr. Bergh: „tak tedy Mr. Darwin, jak jste ji tak mohl urazit?“

Definícia ekológie: Ekológia je vedná disciplína, študujúca vzájomné vzťahy medzi ţivými organizmami (vrátanie človeka) a ich prostredím. Ekológia je subdisciplína biológie a zaobera sa základným pochopením procesov v prírode. Ekológia je nauka o štruktúre a fungovaniu prírody (Odum, 1977) Doplňúce defincie: Peters (1980)- Ekológia sa zaoberá predpoveďami tvorby biomasy, produktivitou a biodiverzitou Odum (1972)- Ekológia je štúdium štruktúry a funkcie Prírody, alebo Ekológie je nauka o ekosystémoch Krebs (1994)- Ekológie je vedecké štúdium interakcií, ktoré determinujú distribúciu, a abundancie organizmov Begon, Harper, Towsend (1996)- Ekológia sa zaoberá s opisom, vysvetlovaním a predikciou individuí, populácii a spoločenstiev v čase a priestore.

Metódy štúdia ekológie

Ekológia ako vedecká disciplína má definované metódy výskumu. Najčastejšiou metódou je pozorovanie (výhody- jednoduchosť, finančná nenáročnost), experiment, modelovanie (Dykyjová, D. a kol., 1989: Metody studia ekosystémů. Academia, Praha, 691 str.). Ekológia preberá metódy štúdia iných vedných odborov. Štúdium • in situ (pozorovanie, atď. v prirodzených podmienkach, ţivotnom prostredí), Perlorodka říční (Margaritifera margaritifera) Šumava, potok Blanice) • ex situ (laboratorné podmienky, zoologické záhrady, v ochrane genofondu to sú záchranné chovy, napr. rys v Ostravské ZOO, experimentálneho chovu sysľov pasienkových (Spermophilus citellus) ZOO Bojnice, priamoroţec šabľorohý (Oryx dammah Bratislavská ZOO). Kůň Převalského. (Equus przewalskii), reštitúcia v chovné stanici Tachin Tal, Gobi. Tachin Tal na okraji národního parku Gobi. Po velkém úspěchu v roce 2000, kdy se zde narodilo 14 hříbat, vypukla v lednu 2001 ve všech chovaných stádech epidemie, padlo jí za oběť 17 koní, silné mrazy dostupující – 50 °C a mnoţství sněhu, zahnání zpátky do aklimatizačních ohrad.

Predmet štúdia ekológie

Predmetom štúdia ekológie je ekologický systém (ekosystém) jeho štruktúra, funkcia, vzťahy. Abiotická aj biotická zloţka v ekosystémoch. Pri uplatnení ekosystémovho prístupu má biota centrálne postavenie, skúma sa vplyv ostatných zloţiek ekosystému (pedosféra, litosféra + reliéf, hydrosféra, atmosféra, sociosféra). Definície: E. Haeckel: predmetom štúdia ekológie je ţivá homota na rôznom stupni organizácie a jej vonkajššie prostredie. Ţivá hmota s vonkajším prostredím dáva biosystém (ekosystém, biom, biosféra) Ekológia študuje napr. • • • • • • • •

Vplyv prostredí na organizmy Toleranciu organizmov k prostredí a naopak Časopriestorové zmeny výskytu, abundancie, aktivity organizmov (populačná ekológia, migrácia, vymieranie, ekologická sukcesia) Ekologické podmienky rozširenia organizmov na Zemi Potravu ako ekolocký faktor, vzťah korist x predátor Kvantitatívne a kvalitatívne znaky poípulácii a spoločenstiev Biotické invázie Ekologickú sukcesiu...

Etapy vývoja ekológie 1. 2. 3. 4.

Empirická ekológia (Chammurapi, Ašóka, výnosy panovníkov) Počiatok vedeckej etapy – 2.pol. 19. stol. (Lamarck, Haeckel, Darwin) Etapa lokálneho a regionálneho narušovania biosféry (1914-1972) Etapa globalizácie ekologického narušovanie biosféry (1972- dosiaľ), vznik Rímskeho klubu (V roce 1972 uveřejnil zprávu zadanou týmu vědců z MTI. Tato zpráva zveřejňuje výsledky počítačově simulovaného vývoje lidské populace a vyuţívání přírodních zdrojů do roku 2100. Z této zprávy bylo patrno, ţe během 21. století dojde k populačnímu pádu v důsledku znečištění, vyčerpání úrodnosti obdělávatelných půd a nedostupnosti energetických zdrojů (především fosilních paliv). Tato zpráva byla vydána rovněţ kniţně pod názvem (orig. The Limits to Growth ),

Summit v Rio de Janerio 1992 (United Nations Conference on Environment and Development – UNCED, 3.-14.6.1992) Babylónia, Zákoník Chammurapiho (1728 – 1686), bol objavený roku 1902, obsahoval 282 článkov (kódexov) India, 242 pr. Kr., panovník Ašóka (273- 232), zakazal zabíjať nosoroţce, labute, veverky, dikobrazy, kotné samice Rusko, cár Peter I. (1689-1725), roku 1701 zakázal orať bliţšia ako 30 vierst od veľkých riek v okolí Moskvy, chránil luţné lesy v delte Volgy. Za porušenie boli prísne tresty aj pre cárskych úradníkov (penaţné pokuty, vyhnanstvo, hrdelné tresty) Poľsko, Vladislav II Jagello, v roku 1443 nariadil výnosom ochrana tarpana, tura a losa. V roku 1597 ochrana Bialovieţského pralesa ako kráľovskej obory.

Ad. 3- Interdisciplinárny charakter všeobecnej ekológie Ekológia je interdisciplinárny vedný odbor, je prienikom biologických (systematická zoológia a botanika, etológia, fyziológia, biogeografia - rozšírenie na zemskomn povrchu), geologických, paleontologických, matematickobioštatistických (modelovanie, biotické indexy), klimatologických, pedologických, filozofických (ekofilozofie) vedných disciplin. Prienik spočíva vo vyuţití terminologického aparátu, metód výzkumu, predmetu štúdia.

Ekologie

Environmentalistika

Laštůvka, Krejčová, 2000

Ad. 4- Rozdelenie VE (všeobecná, špeciálna, paleoekológia atď)

•

Všeobecná ekológia

•

Špeciálna ekológia

1. Všeobecná ekológia, študuje procesy a štruktúry ekosystémov. Definuje pojmy, metódy, zobecňuje ekologické procesy, študuje odolnosť ekosystémov, jedincov, kvantitatívne a kvalitatívne znaky populácii, rozšírenie, spoločenstvá, potravové vzťahy.

2. Špeciálna ekológia Môţe byť klasifikovaná na: • paeoekológiu (študuje fosilné ekosystémy) • neoekológiu (študuje recentné ekosytémy) Jej ďalšie členenie je napr. podľa systematických kategórii bioty: • ekológia ţivočíchov • mikroorganizmov, • rastlín • ekológia hmyzu, ryb, plazov, obojţivelníkov, cicavcov, • ekológia človeka

Klasifikácia podľa organizačnej úrovne bioty: • chemická ekológia (90. roky), štúdium na úrovni chemický zlúčenin a molekulárnej biológie (alelopatie, symbiosa, vyhľadávanie hostiľelských rastlín, biologická ochrana) • autekológia (ekológia jedinca) • demekológia (ekológia populácie) • synekológia (ekológia spoločenstiev) Aut-, dem- a synekológia je hojně uţívané členění ekológie

Ad. 5 Filozofické základy ekológie, ekofilozofia

Filozofické postoje nosiťeľov analýz ekologických, environmentálnych, filozofických a ekonomických analýz problémov a návrhov riešenia je determinované ich etickými, ideologickými a filozofickými postojmi. Aj do ekológie sa premieta: Běţně uţívaná spojení ekologická etika, ekofilosofie, ekoetika, ekosofie, environmentální etika jsou chápána vpodstatě jako synonyma. Jejich přesnější rozlišení je však uţitečné ekofilosofie či ekologická etika by v přesném smyslu slova měla být jen reflexí metodologických, axiologických, gnoseologických atd. aspektů ekologie jako jedné z přírodních věd. Ústav sociální ekologie (Institute for Social Ecology) při Goddard College v Plainfieldu v USA. Jeho pracovníci v čele s M. Bookchinem, průkopníkem americké ekofilosofie, se nezabývají pouze filosofickou a teoretickou reflexí ekologické problematiky

Ekofilozofia rieši základné filozofické problémy z environmentálneho úhla pohľadu??? (Wolfová, Kučírková, 1998: Ekofilozofia, SPU Nitra, 67 s.)

hylozoizmus- krajný nazor, aj zvieratá, rastliny a neţivé predmety majú dušu. Predstaviteľ František z Asisi (1182-1226) je patrónem ekológov, Giordano Bruno (1548-1600), upálený po 8 ročnom vezení sv. inkvizíciou, zastánca Koperníkovej heliocentrickej teorie, ktorú vylepši. Slnko je stredom vesmíru, ktorý je uzatvorený. Existuje svetová duša. evolucionizmus- Haeckel, Lamarck, Darwin Deep ecology- Arne Ness, 1973, hlbinná ekológia Naessovi patri tiez autorstvo pojmu =hlboka ekologia==. Prvy raz sme ho mohli najst r. 1973 v jeho clanku Ekologia plytka a vseobjimajuce hlboke ekologicke hnutie. Hlboka ekologia je smer, ktory hlada novu rovnovahu a harmoniu medzi jednotlivcami, komunitami a celou prirodou. 1. Hodnota zivotnych foriem je nezavisla od uzitocnosti z hladiska uzkych ludskych zaujmov. 2. Roznorodost a pestrost zivota su hodnotami sami o sebe. 3. Clovek nema pravo tuto roznorodost a pestrost obmedzovat. 4. Zasahovanie cloveka do prirody je v sucasnosti uz neunosne a situacia sa stale zhorsuje! 5. Znizenie poctu obyvatelov Zeme. Naess, A., 1973: The Shallow and the Deep, Long-range Ecology ovements. Inquiry, 16, p. 95--100.

Arne Dekke Eide Næss (27 January 1912 – 12 January 2009) was a Norwegian philosopher, the founder of deep ecology.[5] He was the youngest person to be appointed full professor at the University of Oslo.

Ad. 6- Nové trendy v ekológii V priebehu posledných 20. aţ 30.-tich rokov sa konštituovaly nové smery ekologického výskumu. Postupne se profilovaly ako samostatné smery ekologického štúdia. Sú to napr. smery (koncepty, trendy): • metapopulácie, • source-sink, • ostrovná ekológia • ekológia biotických invazií • koncept riečneho kontinua.

Děkuji za pozornost a něco do ţivota

Všeobecná ekológia I/2

1. Základné (vybrané) ekologické pojmy 2. Termodynamické zákony v ekológii 3. Teória systémov 4. Ekosystém, ústredný pojem ekológie, predmet výskumu ekológie

Babylónská věţ – zmatení jazyku – problémy v ekologii

Babylónska veţa a ekológia sémantika v ekológii Terminológia (pojmový aparát) v ekológii sa vyvíja v závislosti na rozvoji ekológie, tak aj iných vedných odborov, s ktorými ekológia spolupracuje (pozri interdisciplinárny charakter ekológie ako vedného odboru v systému biologických vied). Nové pouţívané termíny a pojmy prináša napr. diaľkový prieskum Zeme, vyuţívanie GISu v ekológii, pouţívanie štatistických metód v ekológii, modelovanie procesov v ekosystémoch, zavedenie (aproximácia) legislatívy EÚ do národnej legislatívy. Aj v súčasnosti je veľká nejednotnosť v pouţívanej terminológii v ekológii. Viaceré termíny sú viacvýznamové (polysémne). Mnohovýznamovosť ide aj na vrub prekladom z originálnej (anglicky, nemecky, rusky atď.) písanej literatúry a niekedy aj nedôsledným definovaním zavedených pojmov samotnými autormi. Od konca 80. rokov sa ekológia stala aţ módnou záleţitosťou. Prívlastok ekologický sa pouţíval aj úplne nevhodne (ekologická móda, ekologické potraviny, ekologicky „čistá“ energia. Aj v masovokomunikačných prostriedkoch sa „vylepšoval ekológia“, rozumejrealizovali sa investície do plynofikácii obcí, kanalizácie, ČOV atď.

Príroda Pojem zaviedli a obsahovo špecifikovali starovekí filozofovia Milétskej filozofickej školy. Predstaviteľom bol Anaximandros (611-546 pr. Kr). Pod fysis (príroda) chápali a zahrnovali všetko, čo sa „prejavuje“. Aristoteles (384-322), ţiak Platóna chápal prírodu ako „podstatu, vznik a vývoj vecí“, ktoré majú svojho „najvyššieho hybateľa“. Prírodu môţme chápať ako: systém zmyslovo vnímateľných objektov vzniklých prírodnými procesmi (nevytvorených človekom) a zároven ako proces vzniku prírodnin.

Prostredie

Delíme ho na: (i) vnútorné (ii) vonkajšie. Vnútorné prostredie je vo vzťahu k objektom ich „vnútro“. U rastlína a ţivočíchov to je jejich vnútro, v ktorom prebiehajú fyziologické procesy, trávenie, kolobeh krvi atď. Vonkajšie prostredie je bjektom štúdia ekológie je, ktoré nás obklopuje, pôsobí na nás, ktoré ţivé organizmy a prebiehajúce procesy mení a ktorému s aprispôsobujú. prírodné prostredie je také, v ktorom platí prírodné zákony, tvorí ho prírodniny a z nich vytvorené (vyrobené) artefakty.

ţivotné prostredie (ŢP) je podľa definície UNESCO z roku 1967 (S. Wika) „ ŢP je tá časť sveta, s ktorou je človek vo vzájomnej interakcii, ktorú pouţíva, ovplyvňuje a ktorej sa prispôsobuje“. ŢP chápané ako prírodné prostredie pozmenené, ovplyvňované a vyuţívané človekom.

Biosféra

Roku 1875 pouţil rakúsky geograf a geológ F.E.Süss v práci o kvartérnych štrkových terasách Dunaja „Die Entstehung der Alpen“ (Suess, E., 1875, Die Entstehung der Alpen: W. Braumüller, Wien, IV+168 pp.) termín biosféra. Biosféra je podľa neho súbor ekosystémov existujúcich v moriach alebo na pevninách. Takto chápaná biosféra zahrnuje ekologické podmienky planéty Zeme. Biogeosféra Lesný botanik a ekológ prof. A. Zlatník v roku 1954 označil ţivé organismy ako biotu a oţivený priestor geosféry (Zeme) ako biogeosféru. Vyjadril tak jednotu ţivého a neţivého. 9.11.1902 se ve Dvoře Králové nad Labem narodil Alois Zlatník, profesor RNDr. Ing., DrSc., Zabýval se geobotanikou, geobiocenologií, taxonomií rostlin (např. rod Hieracium), fytocenologií a biogeocenologickou typologií lesů. Hlavní díla: Lesnická botanika (s A. Vězdou, 1951), Lesnická botanika speciální (spoluautor, 1970), Základy ekologie (spoluautor, 1973), Lesnická fytocenologie (1978). Zemřel 30. 6. 1979 v Brně.

Pre program Človek a biosféra MaB definoval biosféru Kamšilov (1980), „Biosféra je otvorený termodynamický systém alebo oblasť rozčírenia ţivota na Zem, zahrnujúci všetky organizmy (ekosféra alebo recentná bisféra) a ich pozôstatky a tieţ časti atmosféry, hydrtosféry a litosféry obývané ţivýmio organizmami, včítanie priestoru, ktorý bol pretvorený ich minulou činnosťou (paleosféra)“. Ekosféra + paleosféra = megabiosféra. Špecifika biosféry: hranice biosféry. Kedţe je biosféra definovaná ako „vrstva“, „sféra“, „priestor“, vzniká otázka, ako je tento priestor (sféra) vymedzený, aké faktory tuto vrstvu vymedzjú. Sú to ekologické faktory, ktoré vymedzujú, ohraničujú krajné medze existencie biologických sústav. Týmito faktormi sú napr. teplota, atmosférický tlak, voda, chemizmus prostredia, UV ţiarenie, vlnová dlĺţka slnečného ţiarenia. Biosféra prostupuje (je součástí) ostatních sfér: atmosféry, pedosféry, litosféry, hydrosféry, noosféry (antroposféry)

Ruský geológ a geochemik V.I.Vernadskij rozvinul v roku1926 učenie o biosfére ako časti zemského povrchu, v ktorom pôsobí všetky organizmy, včítanie človeka, ako geo-chemické činitele. Teda aj v ich globálnom rozsahu a intenzite. Aj evolucionista J.B. Lamarc v diele Hydrogeológia (Paris, 1802) rozvinul predstavu o oţivenom priestore Zeme, ktorý je v mnohom podobný biosfére. Noosféra je slovo označující prostor myšlení (téţ idejí či duše). Název vychází z řeckého noös (= duše) a sphaira (= oblast, prostředí). Tento prostor v sobě zahrnuje: • hmotný, neţivý svět - geosféru • ţivý svět - biosféru a • sociosféru - svět, představující informace a lidské vztahy.

pojem „noosféra“ (z gréc. nóos – rozum) bol sformovaný v 1.pol. 20. storočia troma významnými vedcami: Francúzom Eduardom Le Roy (1870-1954), Pierrom Teilhardom de Chardin (1881-1955) a Rusom Vladimírom Ivanovičom Vernadským (1863-1945, mineralóg, geochemik). Na formovaní predstavy o noosfére sa podieľali najmä de Chardin a Vernadski, hlavným propagátorom noosféry sa stal francúzsky paleontológ, geológ , jezuita a mysliteľ de Charden.

Vernadskij bol stalinistickým reţimom uväznený a zomrel v gulagu, jeho práca a dielo bolo zakázané šíriť a popularizovať.

Vladimir Ivanovič Vernadskij (28.února 1863 - 6. ledna 1945) byl ruský mineralog a geochemik. Jeho vědecká práce spojuje přírodní vědy s filozofií. Vytvořil teorii noosféry, která je jednou z představ vesmírné evoluce.

Aké sú súčasné trendy vývoja noosféry? Je to informačná sieť, obsahujúca zkušenosti ľudstva. Aj keď v súčasnosti „supermozok“ nie je dokonalý, je potreba pripomenúť víziu Al Gora – Globálnej informačnej infraštruktúry, ktorá má byť on line súhrn informácii všetkých svetových kniţníc a kpoznatkov ľudstva. K nim bude mať v budúcnosti prístup kaţdý, bez obmedzenia technických, politických, náboţenských a iných. V tomto vývoji sa de Chardenová vízia z veľkej časti naplňuje.

Optimistické vízie budúcnosti Informačná spoločnosť je v 90. rokoch 20. storočia skutočnosťou (e-mail, verejná správa, elektronické hlasovanie, bankové sluţby, obchod, výuka, vzdelávanie. Rozvoj informatiky je doprevádzaný presunom pracovnej sily od poľnohospodárstva a priemyslu do priemyslu sluţieb a informačných technológií. Transhumanismus predpokladá prepojenie človeka s informačnou sieťou. Názorový smer je spojený s hnutím extropiánov (z informačného terminu extropie- rast informácie, energie, inteligencie, vitality. Propagátorom extropického vývoja je Max More, prezident Extropy Institute. Telesného hackingu (bionika). Pesimistické vízie budúcnosti Globálny kolaps bol formulovaný v správe Rímskeho klubu 1972 Hranice rastu. Model World III, pouţitý pre zostavenie prognózy uvaţoval päť faktorov: populácia, priemyselná výroba, potraviny, prírodné zdroje a znečištenie. Neoluddistické hnutie (odvodzené od luddistického hnutí z 1. pol. 19. stor., kedy zavádením nových technologií a strojov prichádzali robotníci o zamestnanie, čo viedlo k stávkam a ničeniu strojov). Neoluddisté akceptujú obdobné východiska ako extropiáni, odmietajú však prepojenie človeka s robotmi, genetickú úpravu človeka, robotiky a nanotechnologií.

Antroposféra , technosféra

antroposféra je oblast Zeme a blízkého kosmu, kde ţije trvale nebo dočasne a kam preniká ľudstvo (sonda Pioneer) technosféra je časť biosféry, pretvorená sicioekonomickými aktivitami, aby čo najviac vyhovala potrebám ľudstva Sonda Pioneer 10 byla vypuštěná 2.3.1972, jeho dráha míří příbliţně k červené hvězdě Aldebaran, která tvoří oko souhvězdí Býka. Aldebaran je vzdálen přibliţně 68 světelných let a Pioneeru 10 bude trvat přes 2 milióny let, neţ tuto vzdálenost překoná.

Plaketa podle návrhu slavného Carla Sagana

Biocenóza Pri štúdiu morských príbreţných ústricových lavíc zaviedol K. Möbius (Die Auster und die Austernwirtschaft, Berlin, 1877) pojem biocenóza (biocenosis – heterotypické spoločenstvo organizmov). Definicía K. Möbiusa „Biocenóza je priemerným vonkajším ţivotným podmienkam odpovedajúci výber a počet druhov a individuí, vzájomne sa podmieňujúcich a vo vymedzenom území sa trvalo udrţujúcich“.

Karl August Möbius (1825 - 1908)

Der erste Professor für Zoologie in Kiel lehrte von 1868 bis 1888 an der CAU. Er gründete das Zoologische Museum in der Hegewischstraße und war Rektor der Universität.

Biocenóza Súčasná definícía biocenózy- „Biocenóza je súbor organizmov ţijúcich v určitom spoločnom priestore, vyznačujúci sa vzájomnými adaptáciami, skladbou, štruktúrou a interakciami“

Cenóza- zdruţenie, seskupenie organizmov s vzájomnými interakciami Agregácia- volné, bez vzájomných väzieb, závislostí zdruţenie organizmov. Niekedy môţe byť povaţované za vývojové štádium cenózy, inokedy zaniká po ukončení pôsobení špecifických podmienok prostredia.

Lokalita, stanovište, nálezisko lokalita je podľa Zlatníka (1973) miestom výskytu biotických a abiotických zloţiek prostredia, miesto je určené geograficky a topograficky. Z hľadiska výkytu ţivých organizmov môţe ísť o náhodný výskyt. Lokalita nemusí poskytovať podmienky pre rozmnoţovanie. Lokalita je topograficky vymedzené miesto výskytu skúmaného objektu (lokalizace GIS) stanovište je súborom vlastností prostredia (geologický podklad, pôda, reliéf, vegetácia, ţivočíšstvo) na daném mieste (lokalite). Stanovište umoţňuje dlhodobý výskyt spojená s rozmnoţovaním. V rámci tohto výkladu je stanovište blízke pojmom habitat, biotop, demotop, cenotop) nálezisko je topograficky určené miesto nálezu, zistenia výskytu. Na nálezisku nemusia byť vhodné podmienky pre rozmnoţovanie (premiestnenie pri povodniach, víchricach, tajfúnoch, v atmosfére, človekom (chórie)

Biotop, habitat, ekotop

biotop je termín pôvodne pouţitý F. Dahlem (1908) ako „druh krajny alebo vodstva“. Aj pozdejšie termíny chápaly biotop ako charakteristiku neţivej prírody, bez vzťahu k ţivej zloţke prírody (ekosystému). V súčasnosti definuje biotop ako „prostredie ţivých organizmov vo voľnej prírod, charkterizované komplexom biotických a abiotických faktorov“. U terestrických (polo)prirodzených biotopov je hlavnou štruktúrnou zloţkou vegetácia, ktorá sa najčastejšie pouţíva ako klasifikačné (kategoriazčné) kritérium pre biotopy. V zákone č. 543/2002 Z.z. je biotop definovaný ako „...biotop miesto prirodzeného výskytu určitého druhu rastliny alebo ţivočícha, ich populácie alebo spoločenstva, v oblasti rozlíšenej geografickými, abiotickými, a biotickými vlastnosťami“, habitat nie je v zákone definovaný! Biotop je vhodné chápať ako „miesto (stanovište) poskytujúce vhodné podmienky pre výskyt spoločenstva (cenózy) v určitom čase

habitat je termínom anglosaskej ekológie, je obdobný termínu stanovište. Termín je hojne pouţívaný v európskej legislatíve, doporučujem chápať ako: “miesto (stanovište) poskytujúce vhodné podmienky pre výskytu určitého druhu v určitom čas“. Habitat môţe byť štrukturovaný, zloţený z rôznych typov prostredia vo vzťahu k vývojovým fázam organizmov (napr. vodný hmyz- larva ţije vo vode, dospelce v okolí vodných plôch) ekotop je termín pre označenie homogénnych ekologických podmienok prostredia topickej (najmenšiej) priestorovej jednotky. Podľa A. Zlatníka (1973) je ekotop súbor aktuálnych abiotických ekologických podmienok.

Ad. 2 Termodynamické zákony v ekológii II. Termodynamický zákon (o premene energie) Pre energetickú bilanciu ţivých sústav je významná volná energia (disponibilná) energia, uvolnená pri fyziologických (matabolických) procesoch. Je schopná vykonávať prácu, zaisťovať ţivotné funkcie a potreby. V ekologii je pak entropie povaţována za „míru degradace energie v ţivých systémech z koncentrované formy v rozptýlenou podle druhého termodynamického zákona. Ekologické systémy, tj. organismy, ekosystémy i celá biosféra, které přijímají energii ze slunečního záření nebo potravou, část přeměněné energie ztrácejí, avšak udrţují si stav vysoké uspořádanosti, tj. nízké entropie. Jsou ţivé! Sloţitý ekosystém odstraňuje neuspořádanost dýcháním (respirací)“ (Malá, 1985, s. 327).

Ako charakterizovať ţivé sysytémy?

Sú vlastne v prírode (vesmíre) anomáliou. Kaţdý ţivý systém, aj jednobuňkovec alebo vírus je zloţitý systém. Na jeho vznik a udrţanie zloţitosti systému (v ţivom stave) je potrebné prijímať energiu (prijímanie slnečnej energie, prijímanie a spracúvanie potravy). Trvanie vysokej oraganizovanosti systému (ţivota) je a podmienené príjmom a tokom energie a informácie z vonkajšieho prostreia systémov. Je časovo obmezené dobou funkčnosti štruktúr organizmov (dĺţkou ţivota). Ţivé systémy (ţivot) je stav systému enrgeticky náročný, nepravdepodobný s veľmi nízkou mírou neusporiadanosti (ţivot zabezpečujúce orgány musia vykonávať svoje funkcie). Ţivé systémy majú nízku entropiu. Zloţité (ţivé systémy) smerujú svojou existenciou k stavu najvyšej pravdepodobnosti existencie (ktorý je energeticky najmenej náročný) s vysokou mierou neusporiadanosti (vysokou entropiu), ke smrti (rozpadu zloţitéj štruktúry.

Ad. 4 Ekosystém

Autorom základného pojmu ekológie ekosystému a zároven predmetu štúdia ekológie je sir Arthur George Tansley (1871-1955). Termín ekosystém bol pouţitý v diele „The Use and Abuse of Vegetiational Concepts and Terms z roku 1935. Na str. 299 uvádza „These ecosystems as we may call them, are the most various kinds of sizes. The form one category of the multitudinous physical systemsof the unioverse, which range from the universe as a whole down to the atom“. A.G.Tansley vyštudoval Trinity College Cambridge. Pôsobil tu aj ako asistent profesora F.W. Olivera do r. 1906. V roku 1901 zaloţil časopis New Phytologist, botanický časopis, ktorý redigoval 30 rokov. Bol zakladateľom britskej rastlinnej ekológie. Roku 1913 zaloţil British Ecological Society a editoval jeho časopis Journal of Ecology. Jeho klasické dielo je British Islands and their Vegetation z r. 1939.

Definice ekosystému

Ekosystém je systém, v ktorom sú vo vzájomnych vzťahoch spoločenstvá organizmov spolu s komplexom všetkých fyzhikálnych a chamických faktorov, ktoré vytvárajú prostredie týchto organizmov (Tansley, 1935) Ekosystém je základnou funkčnou jednotkou prírody (Odam, 1977) Ekosystém je tvorený biocenózou a jej prostredím (Gábriš, 1998) Specifiká ekosystému • Ekosystém je otvorený systém, s interakcou s prostredím (energia, látky , informácie). • Ekosystém má svoju štruktúru a funkčné prvky • Vymedzenie hranic ekosystému je zloţité (pomocou vegetácie, reliéfu, pôdnych pomerov, vodných plôch). • Ekosystém je napr. les, rašelinisko, lúka, mláka na poľnej ceste, rybník, akvárium. Najväčší ekosystém je biosféra Zeme. • Rôzne metódy výzkumu ekosystémov (pozorovanie, modelovanie) podľa výzkumu abiotickej alebo biotickej zloţky. • Holistický, celostný prístup k výzkumu ekosystému, ekosystémový výzkum

Model ekosystému

Model terestrického ekosystému

Model mořského ekosystému

Model sladkovodního ekosystému

http://www.crowevalley.com/4/4_4/images/watershed_labeled_hor.jpg

Vizionár alebo kacír?! Významným bolo publikovanie práce Roberta V. O´Neilla (2001) Is it time to bury the ecosystem concept? (Ecology, 82, 2001). Jeho úvaha o zrušení pojmu ekosystém vyvolala značnou odozvu, ktorá prispela k upresneniu obsahu pojmu ekosystém. O to zrejme išlo autorovi v prvom rade.

Českou verzí byl článek M. Konvičky v časopise Vesmír, 2002 Na článok reagovalo kriticky (pobúrene) viacero odborníkov Prof. Dr. J. Jeník, Prof. Dr. H Rychnovská...


Topoľ osika (Populus tremula)


1. Prostredie ako nositeľ ekologických faktorov (EF) 2. Klasifikácia EF 3. Ekologická valencia a tolerancia 4. Ekologické názvoslovie podľa prostredia 5. Ekologické zákony (tolerancie, minima, substitúcie) 6. Biologická indikácia prostredia

Ad. 1 Prostredie ako nositeľ ekologických faktorov (EF) Kaţdý ţivý organizmus obýva určité prostredie, jeho ţivotné prostredie (habitát), ktoré mu umoţňuje vykonávať všetky ţivotné funkcie a preţitie (poskytuje zdroje potravy, moţnosti reprodukcie, úkryty, vyhľadávanie opačného pohlavia). Sú to abiotické faktory prostredia (horninový substrát, pôda, vlhkosť, rýchlosť tečúcej vody, fyzikálno-chemické vlastnosti vody, atmosféricky tlak, teplota, zloţenie pôdneho vzduchu, nadmorská výška, daţďové zráţky atď.) a biotické faktory (vzájomné ovplyvňovanie medzi organizmami, trofické vzťahy, kooperácia, parazitizmus, miera sociability). Tieto vplyvy abiotické a biotické povahy pôsobiaci na organizmy označujeme oko ekologické faktory (EF). V biologické štatistike sa označujú environmentálne premenné.

Význam EF môţeme shrnúť do troch základných skupín: 1. EF určujú vlastnosti prostredia a tým vytvárajú podmienky k osídleniu určitého územia, 2. EF ovplyvňujú geografické rozšírenie (areál jednotlivých druhov), migráciu za potravou), adaptačné procesy, speciáciu atď. 3. EF majú vplyv na rozmnoţovanie, dobu rozmnoţovania, mortalitu a natalitu populácie, produkciu biomasy, pomer pohlavia, zdravotný a psychický stav

Ad. 2 Klasifikácia EF •

podľa pôvodu (nositeľom EF sú abiotická alebo biotická zloţka kosystémov)

1. Abitotické EF – majú fyzikálne-chemickú povahu, napr. teplota, vlhkosť, expozícia, nadm. výška, UV ţiarenie, svetlo, tlak vody, rychlosť pohybu vody, obsah kyslíka vo vode • fyzikálne-chemické vlastnosti vodného prostredia • vlastnosti pôdneho prostredia (edafické) • klimatické vlastnosti 2. Biotické EF – agregácia, symbióza, alelopatie, parazitizmus, potrava, vzťahy v sociálnej skupine •

skupina vnútrodruhových vzťahov (intrašpecifické vzťahy)

•

medzidruhové vzťahy (intešpecifické vzťahy)

•

potravné vzťahy

3. Antropogénne EF - ich nosiťelom je človek, civilizácia

• podľa časovej charakteristiky pôsobenia EF 1. Primárne periodické EF – pôsobia periodicky, sú vyvolané pohybmi Zeme (rotace, precese zemskej osi), slapové sily Mesiaca, aktivita Slnka. EF pôsobia od vyformovania Zeme ako planéty, ovplyvňujú fylogenézu, vyvolávajú adaptačné prispôsobenie. Určujú preţívanie organizmov, biologické rytmy, speciáciu (formovanie nových druhov) 2. Sekundárne periodické EF – ich pôsobenie je vyvolané alebo ovplyvnené primárne periodickými EF. Často dochádza ku kombinácii vplyvu dvoch alebo viacero EF, napr. teplota a vzdušná vlhkosť v tropických oblastiach, zmena klimatických hodnôt v priebehu svetelnej a tmavej časti dňa (vplyv na rozmnoţovanie, dĺţku vegetačného obdobia, čo ovplyvňuje potravný reťazec bylinoţravcov a ďalej dobu ich rozmnoţovania. Určujú populačné charakteristiky organizmov (počet jedincov v populácii, hustotu populácie, zdravotný stav (fitness) 3. Neperiodické EF – pôsobia náhle, nepredvídateľne a nepravidelne. Často vysokou intenzitou ako prírodné katastrofy (tornáda, zemetrasenia, sopečné erupcie, poţiare, lavíny). Patria sem aj faktory, ktoré vznikajú činnosťou človeka (orba, aplikácia pesticídov, lesná ťaţba, dôsledky stavebnej činnosti, jaderné pokusy, jaderné výbuchy). Neperiodické EF silnej intenzity a veľkého rozsahu môţu spôsobiť zánik časti populácií alebo ekosystémov. Pre neperiodickosť a často veľkú intenzitu nie je moţná adaptácia na ich pôsobenie.

• Klasifikácia EF podľa vplyvu na ontogenetický a fylogenetický vývoj ţivočíchov (čiastočne aj rastlín): 1. Morfoplastické EF (hustota vody, fyzikálne vlastnosti pôdy, snehová pokrývka), faktory pôsobia v priebehu evolučného vývoja na formovanie tvaru tela, tvaru a velikosti končatín (kamzík, sob), ústneho ústroja, redukcii zraku, ochranný tvar tela (pakobylky) 2. Fyzioplasticé EF (zloţenie potravy, nedostatok voľnej vody, nízke teploty), pôsobenie EF vedlo k zmenám fyziologických procesov v organizmu ako výsledok adaptačných procesov, napr. metabolizmus tukov u púštnych a hibernujúcich ţivočíchov, tvorba vnútorných (tukových) energetických zásob, prechod na náhradnú potravu (trávenie celulózy), encystácia)

3. Etoplastické EF (sociabilita, výchova napodobovaním, vplyv človeka), etoplastické EF pôsobia na vývoj a zmeny chovania rastlín a ţivočíchov v rámci populácie aj medzi populáciami (jedincami rôznych druhov). Etoplastické EF súvisia s rozmnoţovaním, výchovou mláďat, ţivotom v sociálnych skupinách, vyhľadávaním potravy. Etologické zmeny sa formujú najrýchlejšie, behom ontogenetického ţivota.

Ad. 3 Ekologická valencia a ekologická tolerancia Ekologická tolerancia je schopnosť organizmu akceptovať (znášať) určité rozpätie pôsobenia EF. Tolerancia je závislá na zdravotnom stave, pohlaviu, veku, miere sociability, adaptabilite atď.

Ekologická valencia (ekologická amplitúda druhu) je vyjadrenie, realizácia, hodnoty tolerancie. Je to vzdialenosť medzi minimem a maximem pôsobenia EF. Graficky vyjadrujeme ekologickú valenciu Gaussovou krivkou (podľa J.F. Gauss, nemecký matematik 18. storočia).

Ad. 3 Ekologická valencia a tolerancia Lineární odpověď druhu na ekologický faktor Jen moţná jen na krátkem gradientu (pôsobení EF) aneb všeho moc (anebo málo) škodí

Nízká teplota- podchlazováním rostlin. Jako pokusná rostlina byla zvolena brusinka (Vaccinium vitis-idaea)

Ad. 3 Ekologická valencia a tolerancia Unimodální odpověď druhu na ekologicý faktor (faktory)

Rozloţení inteligence v populaci podle Gaussovy křivky

3D model Johann Carl Friedrich Gauss Gauss) (1777 – 1855) was a German mathematician and scientist who contributed significantly to many fields, including number theory, analysis, differential geometry, geodesy, electrostatics, astronomy, and optics. Sometimes known as "the prince of mathematicians" and "greatest mathematician since antiquity"

Ad. 3 Ekologická valencia a tolerancia optimum

pesimum

pesimum

•pásmo pesima- EF pôsobia v medzných minimálnych a maximálnych hodnotách (účinok EF vyvoláva stres, zastavuje sa reprodukcia, pozdejšie rast, dochádza k poškodeniu organizmov, dostavuje sa letálny účinok - smrť) •pásmo optima- pôsobenia EF (EF pôsobia v optimálnych hodnotách, organizmy rastú a mnoţia sa).

Ad. 4 Ekologické názvoslovie podľa prostredia Podľa ekologickej valencie triedime organizmy do niektorej skupiny v systéme ekologickej valencie: •euryvalentné – organizmy so širokou ekologickou valenciou k danému EF • stenovalentné – organizmy s úzkou ekologickou valenciou.

stenovalentné

euryvalentné

Podľa polohy optima ekologickej valencie triedime organizmy na: •oligo... optimum je v pásme nízkych hodnôt EF •meso... optimum v pásme stredných hodnôt EF

•poly... optimum v pásme vyšších hodnôt EF

Ekologická valencia sa vyjadruje zloţeninou oligo (meso, poly)+eury(steno)+valentné, resp. základ slova sa nahradzuje názvom konkrétneho ekologického faktora.

Ekologická valencia k: -

teplote

steno(eury)termný

-

obsahu solí v pôde

steno(eury)halinný

-

kyslíku

steno(eury)xybiontný

-

potrave

steno(eury)fágny

-

stanoviti

steno(eury)topný

-

tlaku

steno(eury)barný.

Ad. 3 Ekologická valencia a tolerancia

Deschampsia flexuosa

Ad. 3 Ekologická valencia a tolerancia

Niet pochyb, ţe pre ţivot organizmov majú význam minimálne aj maximálne hodnoty pôsobenia EF. Tuto závislosť formuloval V.E. Shelford (1877-1968) ako ekologický zákon tolerancie. Dôleţité je uvedomiť si, ţe EF nepôsobia v prírodných ekosystémoch izolovane, ale komplexne, súčasne, synergicky. Podstatným princípom je, ţe účinok súčasne (synergicky) pôsobiacich EF sa kumuluje, výsledný efekit nie je súhrnom hodnôt jednotlivých EF. Definícia- Kaţdý organizmus toleruje (akceptuje) pôsobenie určitého(tých)EF len v určitom rozpätí. Najlepšie sa mu darí pri pôsobení EF v optimálnych hodnotách alebo intenzite pôsobenia.

Leading American community ecologist. Key early studies on succession in the Indiana dunes and on experimental physiological ecology. Collaborated with F. Clements; 1913 book inspired C. Elton's work on food webs. First president of the Ecological Society of America. Career:

•Ph.D., University of Chicago Professor, University of Chicago Professor, University of Illinois Students: •W. Allee, Eugene Odum Key publications: •Animal Communities in Temperate America (University of Chicago Press, Chicago, 1913)

Victor Ernest Shelford, 1877–1968.

Ad. 5 Ekologické zákony (minima, substitúcie)

Zákon minima (Liebigov zákon, 1840)

Pri štúdiu výţivy rastlín nemeckým fyziológom Justusom von Liebigom (1803-1873) bola skúmaná závislosť rastu reastlín na mnoţstve a zloţení roztokov s minerálnou výţivou. Bola potvrdená závislosť rýchlosti rastu rastlín, produkcii biomasy na tom minerálnom biogénnom prvku (sú to ekologické fyktory), ktorého je nedostatok. Zobecněné - pre existenciu a vývoj organizmov je dôleţitrý ten EF, ktorý pôsobí najmenšou intenzitou, ktorého je nedostatok, ktorý je v minime. Definícía: vývoj, rast alebo rozmnoţovanie je limitované tým EF, ktorého je nedostatok, ktorý je v minime. Príklad: limitujúcim faktorom pre rast primárnych producentov, čo je produkcia biomasy (sušina = C106H263O110N16P1) je podľa stechiometrického vyjadrenia fosfor (P). Z 1g P vzniká 114 g sušiny čo je pri vody 90% vody = 1 kg organickej hmoty

Zákon substitúcie (Lundegardov zákon, 1925) švédský botanik V rámci biotopu jednotlivé faktory nepůsobí izolovaně, nýbrţ současně (interakce faktorů) svým společným vlivem. V důsledku toho se působení limitujícího faktoru ve vztahu k ostatním faktorům uplatňuje pouze relativně. To znamená, ţe organismus není existenčně závislý pouze na faktoru v minimu (limitujícím), ale i na všech ostatních . To je dáno tím, ţe organismus můţe někdy faktor, který je v nedostatku, alespoň zčásti nahradit jiným, který je v nadbytku. Definícia: nedostatok určitého EF je moţné dočasne (čiastočne) nahradiť (substituovať) iným (inými) EF . Príklad: měkkýši potřebují na stavbu svých lastur a ulit vápník. Jeho nedostatek však mohou zčásti nahradit např. z nadbytku stroncia, podobně také intenzita fotosyntézy se při poklesu intenzity osvětlení nezmění, pokud zároveň dojde ke zvýšení koncentrace CO2. Dále bylo zjištěno, ţe některé rostliny potřebují např. méně zinku, rostou-li za jinak totoţných podmínek ve stínu, a nikoli na slunci

Ad. 6 Biologická indikácia prostredia

Monitoring (monitorování) je obecně definovaný jako „soustavné pozorování parametrů, vztahujících se k určitému problému, uspořádané tak, aby poskytlo informaci o charakteristikách problému a jejich změnách v čase“ (Spellerberg, 1995).

Biologický monitoring (monitoring organismů) je podle Cairnse (1979 in Spellerberg, 1995) „... pravidelné, soustavné vyuţívání organismů k určení kvality prostředí“. Monitorovanými biologickými proměnnými mohou být např. produkce biomasy, druhová diverzita, absence nebo výskyt „indikátorových druhů“ nebo věková struktura populace Zpětný monitoring prostředí- vyuţití sbírek trofejí na zámcích a hradech, muzejních sbírek (pylová zrna, paroţí, srst, vajíčka, rohy…)

Holub (1996) dělí bioindikátory na akumulační a reakční.

U akumulačních bioindikátorů se vyuţívá schopnost akumulace cizorodých látek z prostředí. Skupinu reakčních bioindikátorů tvoří stenovalentní druhy reagující na stresové faktory prostředí změnou biologických parametrů, např. změny kvantitativních a kvalitativních charakteristik populace, změny strukturních znaků společenstva, např. změny druhového sloţení. Spellerberg (1995) uvádí všeobecnou klasifikaci bioindikátorů a zobecňuje kriteria, které by měly splňovat:  (stenovalentní resp. stenoekní druhy),  málo pohyblivé nebo sesilní,  relativně hojné,  odběr vzorků (monitoring bioindikátorů) má být metodicky jednoduchý a pod.

Holub (1996) dělí bioindikátory na akumulační a reakční. Poslední, speci.ckou skupinou epifytických druhů jsou jiţ zmiňované toxitolerantní lišejníky. Patří sem např. druhy Amandinea punctata, Candelariella xanthostigma, Parmelia sulcata, Phaeophyscia orbicularis a Physcia adscendens porůstající nejčastěji eutrofizovanou borku listnáčů podél silnic. Invazní acido.lní druhy jako Hypocenomyce caradocensis, H. scalaris, Lecanora conizaeoides, Parmeliopsis ambigua a také epixylické lišejníky Placynthiella icmalea a Trapeliopsis flexuosa se soustřeďují především ve smrkových monokulturách, ale také ve světlých reliktních borech.

AKTUALITY ŠUMAVSKÉHO VÝZKUMU II str. 112 – 115 Srní 4. – 7. října 2004 Výsledky lichenologického průzkumu Povydří Results of lichenological exploration of Povydří Ondřej Peksa Katedra botaniky, Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Benátská 2, CZ-12801 Praha 2, Česká republika, [email protected]



1. 2. 3. 4. 5.

Ekologická nika (EN) definícia Mnohorozmerná EN Základná a realizovaná EN, šírka a prekrývanie EN Vzťahy k procesom kompetície, speciácie, ekotyp, ekologický ekvivalent Význam EN pre dynamickú stabilitu ekosystémov

Ad. 1 Ekologická nika (EN) definícia

Název „nika“ (nich, niche) je pôvodne termín, pouţívaný v architektúre, v starovekých budovách označoval výklenok v stene, do ktorej starí Gréci stavali sošku bohyne Niké. Kostol Kapucínov v Bratislave s kláštornou budovou postavili v roku 1708 aţ 1711. Nad vystupujúcim portálom je nika s kamennou sochou sv. Štefana

nika Sál předků, zámek ve Vranově nad Dyjí

Ekologická nika je abstrakcia, ktorá má viacero významov:

Joseph Grinnell (1917, 1924) první navrhl "niku" k označení místa v asociaci (společenstvu) , jeţ zaujímá jeden druh. Později (1927) niku definoval jako základní distribuční jednotku, v níţ kaţdý druh je udrţován jejími strukturálními a funkčními mezemi.

Odum (1977) definuje EN ako „pozíciu alebo spoločenské postavenie organizmu v ekosystému, ako výsledok štrukturálnych adaptácií, fyziologických reakcií a odpovedi a zdedeného alebo naučeného chovania“. Clarke (1954) hovorí, ţe „nika zdôrazňuje funkciu druhu v spoločenstve reálnejšie, neţ jeho ekotop (miesto) na stanovišti.

V súčasnosti sa obsah pojmu EN najčastejšie definuje ako:

(i) funkcia jedinca v ekosystéme, (ii) nároky jedinca na prostredie,

(iii) nabídka zdrojov prostredia.

Ekologická nika (i) funkciu jedinca v ekosystéme (ii) nároky jedinca na prostredie a (iii) nabídka zdrojov prostredia.

Funkcionálnu koncepciu EN zaviedol do ekológie Elton (1927). Autor rozpracoval postavenie organizmu v spoločenstvu, jeho vzťah k prostrediu. Pozornosť bola venovaná vzťahu k potravným zdrojom a kompetícii o zdroje. Eltonova koncepcia bola rozpracovaná napr. Gaussom, Volterrou v úvahach o konkurenčných trofických vzťahoch. Funkcia jedinca v ekosystéme, pozícia, funkčné postavenie druhu v ekosystéme (cenóze). Funkcia, funkčné postavenie (predátor, primárny producent, dekompozítor) jedinca je špecifická, jedinečná.

Elton, Charles Sutherland (England 1900-1991) ecology Charles Elton was among the most important and influential ecologists of the twentieth century. In the early 1920s, while still a student at Oxford, he took part in three expeditions to the Arctic island of Spitsbergen, which experience would help shape many of his later ideas. His first important book, Animal Ecology, was published in 1927 and soon became a classic, remaining in print in later editions to this day.

Ekologická nika (i) funkciu jedinca v ekosystéme (ii) nároky jedinca na prostredie a (iii) nabídka zdrojov prostredia. Nároky organizmu na prostredie a jeho pozícia v environmentálnych gradientoch

Ekologická nika (i) funkciu jedinca v ekosystéme (ii) nároky jedinca na prostredie a (iii) nabídka zdrojov prostredia.

Nabídka zdrojov stanovištia je konkretizovaná do diverzity stanovištia (biotopu) a potravných zdrojov ako: • priestorová (stanovištná) nika u niektorých autorov bola EN ztotoţnená práve so špecifickými nárokmi organizmu na vlastnosti (podmienky) miesta, v ktorom druh ţije. • trofická (potravná) nika v úvahu sa berú potravné nároky a príslušnost k trofické úrovni daného organizmu. Potravná nika sa chápe ako súbor všetkých trofických nárokov daného organizmu.

Jednorozmerná a viacrozmerná ekologická nika Pokiaľ hodnotíme jeden ekologický faktor stanovištia (EF), ktorý je zároveň aj ekologickou nikou (EN), napr. teplotu, vlhkosť, pH, expozíciu, potravné zdroje, moţnosti pre hniezdenie..., vyhodnocujeme jednu stránku (vlastnosť, dimenziu) ekologickéj niky. Je to tzv. jednorozmerná ekologická nika. V rámci jedného stanovišta v skutočnosti pôsobia viaceré ekologické faktory faktory prostredia súčasne (pôsobia synergicky). Preto hovoríme o viacrozmernej (n- rozmernej, nadpriestorové, multidimenzionálnej) ekologickej nike. “The term niche... is here defined as the sum of all the nvironmental factors acting on the organism; the niche thus defined is a region of an n-dimensional hyper-space...” (1944). G. Evelyn Hutchinson (1944-58)

Jednorozmerná EN

Dvojrozmerná EN

Trojrozmerná EN

Základná a realizovaná ekologická nika Pre kaţdú vlastnosť (nabídku) prostredia existujú hodnoty, v ktorých druh(y) môţu preţívať a rozmnoţovať sa. Súradnicový priestor medzi limitujúcimi hodnotami definuje n-dimenzionálny hyperobsah (nekologických faktorov prostredia), kde kaţdý bod podmienok prostredia pripúšťa neobmedzovanou existenciu druhu (druhov). Tento hypreobsah nazýva fundamentálnou nikou druhu. Ide o teoretický súbor všetkých (optimálnych) nárokov (potrieb, poţiadaviek) druhu na prostredie.

Ekologický prostor

Zmenšený hyperobsah (prostredie), v ktorom druh sutečne existuje a reálne vyuţíva zdroje prostredia sa nazýva realizovaná nika.

Šírka ekologickej niky

šírka EN je vlastnosťou prostredia alebo daného organizmu, šírka EN vyjadruje kvantitu, (implicitne) aj kvalitu:  vlastností prostredia (stanovištná nika) • nárokov druhu na zdroje prostredia • rozmanitosť funkčného postavenia druhu v ekosystéme

Šírka ekologickej niky

Prekrývanie ekologických ník prekrývanie (komplementarita) identických (totoţných) EN vyjadruje vyuţívanie totoţnej(ných) EN dvoma (viacerými) druhmi. Ekologické niky dvou alebo viacerých druhov sa môţu v rôznom rozsahu prekrývať. Prekrývanie EN (ich vyuţívanie) dvoma alebo viacerými druhmi nutne vyvolá kompetíciu o „spoločné“ zdroje. Pokiaľ druhy dlhodobo osidlujú spoločné stanovište, miera prekrytia EN je malá. Dlhodobé vyuţívanie EN vystupňuje kompetíciu do konkurencie o „spoločné“ zdroje. Dôsledkom môţe byť napr.: • vytesneniu konkurenčne méne zdatného druhu zo spoločného priestoru • emigrácia méne zdatného druhu zo spoločného priestoru • adaptácia na nevyuţívané zdraje prostredia alebo funkcie organizmu a pokračujúca koexistencia na spoločnosm stanovišti • efektívnejšie vyuţívanie časti gradientu (zdroja) prostredia. Znamená to, ţe druh vyuţíva časť zdroja (nevyuţíva zdroj v celej jeho šírke, napr. potravný špecialista). V tokovm prípade je spoločný výskyt dvou (viacerých) druhov moţný. Pokiaľ je 1. druh úspešnejší vo vyuţívaniu daného zdroja v celej jeho šírkejeho gradientu), pok bude 2. druh (konkurenčne slabší) skoro eliminovaný (vytesnený z priestoru).

Prekrývanie ekologických ník

Prekrývanie ekologických ník 1. Prekrývanie EN o stejnej šírke 2. Prekrývanie EN o rôznej šírke 3. Ekologické niky sa neprekrývajú

prekrývanie EN o stejnej šírke nutne vyvolá kompetíciu a následne konkurenciu. Pre oba (viacero) druhov je kompetícia stejne silná. Zníţenie konkurenčného napätia sa dosahuje adaptačnými procesmi, ktoré umoţňujú spoločnú existenciu v „krehkej“ dynamickej rovnováhe. Konkurencia vnútrodruhová je sníţená napr. tým, ţe rôzne vývojové štádia téhoţ druhu vyuţívajú rôzne EN (trofické, priestorové). Napr. ţubrienky ţiab v rybníku sú bylinoţravce (algofágne), dospelce sú mäsoţravce. Potravná konkurencia ďatlovitých Dendrocopus sa zniţuje tým, ţe samce a samica sa lišia dľţkou zhobáka a potravným chovaním. U viacero dravcov aj druhov hmyzu sa obe pohlavia líši veľkosťou a tedy aj rozsahom svojich potravných nik (príklad sýkorky).

Prekrývanie ekologických ník 1. Prekrývanie EN o stejnej šírke 2. Prekrývanie EN o rôznej šírke 3. Ekologické niky sa neprekrývajú prekrývanie EN o rôznej šírke je typické tým ţe konkurencia je nestejne silná. Podľa Gaussovej teorie dva druhy se stejnou nikou nemôţu na spoločnom stanovišti dlhodobo koexistovať. Čím sú druhy príbuznejšie, tým podobnejšie niky obsadzujú (vyuţívajú). Ani dva druhy nemôţu trvalo existovať v jednej (totoţnej) EN. V týchto prípadoch pri rozširovaní areálu, introdukcii 1 druh niku obsadí a 2 druh je z ní vytlačený. Druhy s vätšou ekologickou valenciou sú v konkurenci úspešnejší.

1. Prekrývanie EN o stejnej šírke 2. Prekrývanie EN o rôznej šírke 3. Ekologické niky sa neprekrývajú Môţu nastať dve situácie: 1. Ekologické niky sa nachádzajú „leţia“ vedľa seba, neprekývajú sa. Priama kompetícia alebo konkurencia neexistuje, v budúcnosti je pravdepodobné, ţe sa EN prekryjú. 2. Ekologické niky sú od seba vzdialené, konkurencia neexistuje a aj v budúcnosti je nepravdepodobná.

Dôsledky volnej (neobsadenej) ekologickej niky Invazní slizniak španělský Arion lusitanicus je na území novodobého výskytu typickým euryvalentním druhem, tzn., ţe je schopen se přizpůsobit nejrůznějším typům stanovišť. Důleţité je, ţe je schopen velice efektivně vyuţívat volnou část ekologické niky. Víme, ţe ke kalamitnímu přemnoţení dochází zpravidla v silně ovlivněné a narušené krajině. Přesně to znamená, ţe se zde vyskytují náhradní, nestabilní a často výrazně ochuzená rostlinná a ţivočišná společenstva, kde po druzích, které vlivem změn vymizely, zůstalo volné místo (nemyslí se jen fyzicky, ale také ve vyuţívání zdrojů, v potravních řetězcích, mezidruhových vztazích atd.). Druhy, jeţ jsou schopny snášet tyto změny, pak mohou vyuţít volnou kapacitu prostředí. Často to také souvisí s vyhubením predátorů nebo přirozených nepřátel. Dalším faktorem, který hraje ve prospěch plzáků je, ţe se jedná o nepůvodní druh v prostředí. To má za následek, ţe zde nejsou vytvořeny funkční biologické vztahy mezi plzáky a jejich potenciálními predátory a parazity.

Děkuji za pozornost a něco do (ze) ţivota


1. Typy interakce organismu a prostředí (reakce, deformace, smrt organismu, aklimatizace, adaptace. Adaptace a abaptace 1. Biologické rytmy ( biologické hodiny) klasifikace podle periodicity, zdroje, doby aktivity, počtu fází aktivity. Popis aktogramu 3. Ţivotní formy a ţivotní strategie u rostlin a ţivočichů jako výsledek interakce s prostředím (efemrerní rostliny, neotenie) 4. Ekologické pravidla jako výsledek adaptačních procesů

Typy interakcí organismu a prostředí Ţivé organismy, ale i vyšší organizační úrovně (populace, společenstva) jsou neustále pod komplexním (synergickým) vlivem ekologických faktorů prostředí. Na druhé straně organismy prostředí ve kterém ţijí (své ţivotní prostředí) ovlivňují. Např. vyvíjející se vegetace vytváří humus, mění mikroklimatické poměry stanoviště. V důsledku se vytváří moţnosti pro nástup stanovištně náročnějších druhů. Jedná se proces tzv. facilitace. Vzájemné ovlivňování vychází z principu ţivých organismů jako „otevřených systémů“.

I kdyţ adaptační procesy jsou asi nejznámějším typem interakce organismus x prostředí, nejsou jediné. Typy interakcí můţeme klasifikovat na: 1. Reakce, princip reflexního oblouku, je to okamţitá pohotovost organismu, závisí na vlastnostech nervové soustavy, má fyziologickou povahu 2. Deformace, je výsledkem působení ekologických faktoru(ů) hraničních hodnot nebo EF cyklicky se opakujících, déle trvající stres vyvolá poškození organismu (tkání, receptorů, fyziologických procesů, nervové soustavy, DNA atd.) 3. Úhyn, následkem působení EF hraničních hodnot po určitou dob. Letální efekt se dostavuje jako výsledek synergického působení intenzity EF, fitness organismu, doby expozice 4. Aklimatizace, získané nové vlastnosti (hloubka dýchání, okysličování krve, vytrvalost, psychická odolnost, sníţení nebo zvýšení intenzity metabolismu atd.). Aklimatizací jsou získávané nové vlastnosti organismu, které jsou dočasné, získávají se v novém prostředí. Nejsou geneticky fixované a po návratě do „normálních podmínek“ získané vlastnosti odezní 5. Adaptace, je tedy jednou z moţných odpovědí organismu na působení ekologických faktorů prostředí (biotických i abiotických).

Smyslový orgán

Dostředivý neuron

Reakce

Vmezeřený neuron Mícha

Výkonný orgán

Odstředivý neuron

Ivan Petrovič Pavlov (1849 – 1936) byl ruský fyziolog, psycholog a lékař, který se zabýval studiem trávicích procesů a s nimi spojených reflexů. V roce 1904 obdrţel za své výzkumy Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. I.P.Pavlov byl pro tehdejší politické vedení v Rusku nepohodlnou osobou, a tak byl trochu problém zjistit některé údaje o jeho ţivotě, protoţe v různých publikacích se lišily a to díky tomu, ţe po jeho smrti byly údaje o jeho ţivotě upravovány.

Doby nutné k aklimatizaci: Zcela se aklimatizovat z výšky 3 000 na výšku 5 000 m.n.m. trvá minimálně 7 - 9 dní. Aklimatizovat se z výšky 5 000 na výšku 6 000 m.n.m. trvá minimálně dalších 3 5 dní. Zcela se aklimatizovat z výšky 6 000 na výšku 7 000 m.n.m. trvá dalších 5 - 8 dní. Aklimatizovat se z výšky 7 000 na výšku 8 000 m.n.m. trvá minimálně Postupná aklimatizace na trase do Phakdingu dalších 7 - 12 dní. a Namche Bazaru 3340 m. Noclehy v místních Trvalá aklimatizace je moţná pouze do lodţiích umoţní nahlédnout do ţivota prostého a pracovitého národa Šerpů, nosičů a věrných výšky 5 300 m.n.m. V případě trvalé aklimatizace se nejedná o aklimatizaci, ale o adaptaci. Ve výšce nad 8 000 m.n.m. se schopnost pobytu člověka omezuje pouze na krátký čas a to velice individuálně.

průvodců horolezeckých expedic.

Cesta vede Hadí soutěskou, kde kdysi procházel i slavný Hillary a Tensing.

Adaptace – je dlouhodobý proces přizpůsobování se svému prostředí (fylogenezí). Mechanismy alopatrické a sympatrické speciace, konvergencí a divergencí se postupně získávájí nové morfologické, fyziologické a etologické vlastnosti organismu. Jsou součástí genetické výbavy, přírodním výběrem jsou některé vlastnosti (nefunkční při změně ţivotních podmínek) vylučované smrtí svých nositelů. Nové vlastnosti se v krátke době získávají i mutacemi a rekombinaci genů. Klasifikace adaptací Adaptace se mohou klasifikavat do skupin podle vlastností a charakteristik organismu, které ovlivnily: 1. moflologické (morfoplastické)- končetiny suchozemských savců se ve vodním prostředí mění na ploutve, hrabavé končetiny (krtek evropský, králík, některé larvy vodního hmyzu, klepeta u raků a krabů, tvar zobáků ptáků v závislosti na jejich potravě). 2. fyziologické (fyzioplastické)- stavy letargie, hybernace, aestivace, termoregulace, metabolismus tuků, encystace 3. etologické (etoplastické)- sociabilita, říje, skupinový lov, vyhledávání partnera a péče o potomstvo, společná obrana.

Adaptace x abaptace Podle Begona et. al. (1997)je významné si uvědomit, ţe adaptační procesy jsou opoţděné za změnami prostředí, které působí jako spouštěč. Minulé stavy prostředí jsou filtr, který vylučuje nevhodné jedince na cestě do současnosti. Minulé stavy (abaptace) připravily organismy na více-méně úspěšné přeţívání v reálných podmínkách, které jsou pokračováním stavu prostředí z minulosti. Pokud se podmínky náhle změní, organismy reagují únikem z ohroţeného prostoru nebo vyhynou.

Abaptace Organismy nejsou programované či navrhované na současnost nebo budoucnost, míra úspěšného přeţívání v současnosti je výsledkem vlastního vývoje v minulosti (= abaptace).

Adaptace u rostlin a jejich společenstev (Slavíková, J., 1986: Ekologie rostlin. SPN, Praha, 366 s.)

 Vyvolané působením periodickými EF: • cirkadiánní (přibliţně 24 hodinovými), fotosyntéza, intenzita transpirace, otevírání a zavírání květů, otáčení rostlin za Sluncem • lunární (přibliţný lunární, 27 denní cyklus), změny vegetace v závislosti na přílivu a odlivu- mangrové porosty, pobřeţní písčité duny • sezónní (fenologické) změny vegetace, vytváření ţivotních forem, fenofáze. Fenologický aspekt = vzhled společenstva vurčité době (jarní, letní, podzimní)  Vyvolané neperiodickými EF • působení je náhlé, často extrémní intenzity, vyvolá narušení aţ poškození (disturbance)

 Vyvolané komplexním působením vnějšího prostředí a ţivotními pochody rostlinných druhů tvořících společenstvo • cyklické změny- ţivotní cykly rostlin (fáze růstu, zralosti, stárnutí, rozpadu) • ekologická fluktuace- kolísání druhové skladby společenstva (fluktuace), dominanty společenstva jsou zachované • ekologická sukcese- vývoj vegetace určitého stanoviště v čase.

Adaptace u ţivočichů a jejich společenstev  Vyvolané působením periodickými EF: • cirkadiánní (přibliţně 24 hodinovými), • lunární (přibliţný lunární, 27 denní cyklus), • sezónní (roční - anuální)  Vyvolané neperiodickými EF • při intenzivním působení neperiodických EF dochází u ţivočichů, podobně jako u vegetace k jejch poškození aţ úhynu.

Ţivočichové - biologické rytmy ( biologické hodiny) klasifikace podle periodicity, zdroje, doby aktivity, počtu fází aktivity, popis aktogramu Činnosti a způsob ţivota je v souladu o obdobím příznivých podmínek Odezvou rostlin a ţivočichů na pravidelné střícání intenzity působení EF je cyličnost jejich ţivotních provejů. Ţivočichové se v určitém období rozmnoţují, přeţívají ve stavu klidu (hibernace, aestivace), migrují, pelichají nebo línají, vyhledávají potravu, odpočívají. Tyto biologické projevy se relativně pravidelně opakují, i kdyţ ne vţdy přesně v kalendářním období. Označují se jako biologické rytmy (BR) nebo biologické hodiny. Byiologické rytmy vykazují výraznou sezónní periodicitu biologických a etologických projevů v závislosti na světle (zkracování nebo prodluţování světelné části dne), především v mírném a arktickém pásmu.

Fyziologický mechanismus řízení BR spočívá v činnosti hormonálního pinálního orgánu (část mezimozku s vnitřní sekreční funkci epifýza – nadvěsek mozkový). Pineální ţláza produkuje hormon melatoním. Melatonin je chemicky N-acetyl 5-hydroxytryptamin, vzniká v organismu z kyseliny tryptofanu (Rajchrad, 1997). Prokázané je řízení cirkadiánních BR. Hormon melatonin byl nalezen i u evertebrát a dokonce u rostlin. Epifýza obsahuje fotoreceptory, aferentní nervy přináší inforamci o světle z epifýzy do senzorických oblastí mozkového kmene. Světlo ovlivňuje syntézu melatoninu. Hormon melatonim způsobuje shlukování zrnek melaninu v buňkách melanoforech. To podmiňuje zesvětlení pokoţky v noci, kdy je zvýšená jeho produkce.

Podzimní fotoperiodický kalendář některých savců: zkrácení dne= zvýšení sekrece melatoninu stimuluje produkci hormonů pro rozmnoţování (říje) - jelen

přední mozek

melatonin

šišinka (pineální ţláza, epifýza)

mozeček

suprachiasmatická jádra (SCN)

melatonin hypotalamus oko podvěsek mozkový (hypofýza)

Sníţená produkce melatoninu regulovaná rovněţ délkou světelného dne se podílí u mnoha ţivočichů na odbrzdění produkce pohlavních hormonů v jarním období

melatonin prolaktin

gonádotropní hormony

PRL "letní" fenotyp

LH, FSH reprodukční cyklus

N-acetyl 5-hydroxytryptamin

Klasifikace biologických rytmů (BR) Biologické rytmy mají ve fyziologické a etologické literatuře podle rozdílných kritérií různou klasifikaci: • Podle faktoru, který „spouští“ BR (časovače), vyvolávající BR • Podle periodicity • Podle období aktivity v rámci 24 hod. • Podle počtu fází aktivity během 24 hodin

1. 2. 3. 4.

Podle faktoru, který „spouští“ BR (časovače), vyvolávající BR Periodicita Podle období aktivity v rámci 24 hod. Periody Podle počtu fází aktivity během 24 hodin

• endogenní (vnitřní) BR, jsou vrozené, probíhají nezávislé na vnějším prostředí, mláďata ještěrky Lacerta agilis chovaná v konstantních světelných podmínkách si zachovaly po narození rytmus denní a noční aktivity. Člověk při pobytu ve tmě prodluţuje dobu biorytmu na 25 hodin. Za 28 dní subjektivně proţil 23 dnů. • exogenní (vnější) BR, probíhají v závislosti na vněšjších podmínkách (EF). Časovačem je fotoperioda. Šváb (Blatta germanica) v podmínkách trvalého světla zachoval rytmus noční aktivity jen krátkou dobu. Brzy se stal arytmickým. Zkracování fotoperiody (příchod zimy) vyvolává „chladovou aklimatizaci“ a zváţený příjem potravy i bez sníţení teploty prostředí. Rozmnoţování: dlouhá fotoperioda- rozmnoţování hraboši, zajíc, srnec, kůň, krátká fotoperioda- jelen, ovce, vlk, liška, norek americký. Blatta germanica

1. 2. 3. 4.


• cirkadiánní (denní) BR, jsou přibliţně 24 hodinové. Termín je z roku 1954 pouţitý Aschoffem, Halbergem. Časovačem je pravidelné střídání fotofáze (světelná část dne) a skiofáze (tmavá část dne – noc). pohybová aktivita, vyhledávání potravy, krmení mláďat, péče o srst nebo peří, odpočinek, spánek... • lunární (měsíční) BR, časovačem jsou primární i sekundární EF, ovulace vajíček u savců, tření tichomořských ryb, rozmnoţování mnohoštětinavce palola zeleného Eunice viridis) • cirkaannuální (roční) BR, výměna strsti – zimní strst hranostaje tvorba podkoţního tuku u hibernantů, říje jelenů při zkracování fotoperiody, jarní srnčí říje, zimní spánek.

1. 2. 3. 4.


• diurnální (denní) většina cirkadiánní BR, organismy jsou nejaktivnější v 1. polovině (světelné části) dne • nokturnální (noční) BR, doba hlavní aktivity je v 1. polovně noci nebo před rozedněním, např. larvy makrozoobentosu • krepuskulární (soumračné) hlavní aktivita je při stmívání nebo rozednívání (Chiroptera), hlasové projevy ptáků při rozednívání (ptačí hodiny kos – sýkora – pěnkava) • indiferetní (arytmické) střídání fotoperiody neovlivňuje BR

1. 2. 3. 4.


• monofázické s jednou hlavní fázi aktivity a inaktivity (denní motýli, včely, jeţek) • difázické se dvěma fázemi aktivity a inaktivity (myšivka, sysel, většina hmyzu, ptáci, opice, veverky)

• polyfázické (piskoři aţ 19 fází aktivity při vyhledávání potravy, vodní obratlovci, plazi, hlodavci)

Drobný cicavec s rypáčikovito predĺţenou hlavou. Je hnedý, na spodku belavý a na bokoch tela s prechodom medzi obidvoma farbami. Má stredne dlhý chvost, obyčajne dvojfarebný a krátko osrstený. Ozýva sa vŕzgavým hlasom. Váţi 9-15 g, dĺţka tela je 60-90 mm, dĺţka chvosta 30-50 mm, dĺţka zadného chodidla 10-15 mm. Piskor je krátkoveký, doţíva sa iba asi 1,5 roka. Aktívny je najmä za súmraku, a to aj v zime pod snehom.

Rozmnoţuje sa od marca do septembra a má tri razy do roka po 4-10 mláďat. Ţiví sa predovšetkým hmyzom, ale aj kadávermi drobných stavovcov prípadne semenami.

Sorex araneus ( Piskor lesný ) http://www.foto-net.sk/?idi=3695

Ţije vo veľmi rôznorodom prostredí, ale najmä na vlhkých lesných biotopoch s bohatým trávnatým a machovým pokryvom. Vyskytuje sa v lesoch po celom území aţ do alpínskeho stupňa. Chránený druh národného významu.

Grafické vyjádření cirkadiánního biorytmu - aktogram

amplitudou (rozsahem), frekvení (trváním periody), prahovou hodnotou, průběhem (kmity nad časovačen - aktivita a pod časovačem - inaktivita). Okamţitý stav fáze – fázový úhel. rozdíl fázového úhlu – fázový posun. Rozdíl fázového úhlu je vyjádřen jako rozdíl mezi průměrem trvání aktivity a průměrem trvání aktivitu ovlivňujícího časovače, nebo jako rozdíl mezi začátkem aktivity a nástupem působení časovače.

Klidové stavy, projev (výsledek?) adaptace dormance = částečná či úplná nehybnost, relativní či absolutní nečinnost smyslových orgánů a nervové soustavy; není důsledek vyčerpání, obecný termín pro klidové stavy u rostlin i ţivočichů Dormanci dělíme na: kviescence = nejjednodušší forma dormance, kdy se do klidového stavu přechází bezprostředně následkem změny vnějších podmínek Můţe být vyvolána nízkými teplotami na podzim pro přezimování (hibernace), ale i suchem nebo vysokými teplotami v létě (letní spánek, estivace). anabióza = klidový stav v kritickém období ţivota, úplná dehydratace, neprostá nepohyblivost; zvyšuje toleranci, můţe trvat i několik let (prvoci, háďátka, vířníci…)

diapauza = dědičně podmíněná kviescence (u rostlin dormance), která synchronizuje ţivotní cyklus druhu s roční dobou (hybernace, estivace)

Diapauza - zastavení nebo zpomalení ţivotních projevů bezobratlých (především členovců) v určitém druhově specifickém ţivotním období; je nezbytnou součástí ontogeneze, je přizpůsobením na období zimy či sucha

• fakultativní- diapauzují jen jedinci jedné z generací • obligatorní- diapauzují všichni jedinci (je jen jedna generace) hibernace = přezimování, zimní spánek; stav letargie u četných skupin savců (ojediněle ptáků) během chladného období roku, předchází změna hormonální situace vlivem fotoperiody; pokles teploty těla, sníţení úrovně metabolismu – dýchání, tlak krve; před započetím hromadí tuky; je moţný přechod ze spánku do bdělosti vlivem intenzivního vnějšího podmětu • praví hibernanti (pravý zimní spánek), tzv. - řízená hypotermie (heterotermie), např. myšivka, plši, sysel, netopýři, jeţci. Stav letargie u četných skupin savců (ojediněle ptáků) během chladného období roku, předchází změna hormonální situace vlivem fotoperiody; pokles teploty těla, sníţení úrovně metabolismu – dýchání, tlak krve; před započetím hromadí tuky; je moţný přechod ze spánku do bdělosti vlivem intenzivního vnějšího podmětu • nepraví hibernanti (nepravý zimní spánek) = krátké období, jen to nejnepříznivější, přerušovaný, např. veverka, medvěd, jezevec

estivace = letní spánek; zpomalení pochodů v letním suchém období, sníţení tělesné teploty, úkryt pod zemí nebo v dutinách, navozena hlavně nízkou vzdušnou vlhkostí, např. stepní sysel, poloopice, někteří vačnatci; někdy se sem řadí klidové stavy obratlovců ve vysychajících vodách (bahník) nebo pouštních plazů spánek = stav sníţené aktivity, který trvá méně neţ 24 hodin; útlum nejvyšších funkcí CNS a různý stupeň útlumu smyslových orgánů, nepatrný pokles teploty a metabolismu, probuzení trvá méně neţ 1 hodinu, chování těsně před usnutím je druhově specifické; teplokrevní ţivočichové

„Praví hibernanti“

Svišť vrchovský (Marmota marmota) Autor: Jarmila Richmanová Lokalita: Vysoké Tatry Dátum foto: 17.6.2007

Plch lesní (Dryomys nitedula) Středně velký plch s huňatým ocasem bez koncové štětičky prodlouţených chlupů a s celkově ţlutohnědý či hnědoţlutým zbarvením, pouze břišní strana těla bývá bílá nebo slabě naţloutlá. Na hlavě se táhne od oka k ušnímu boltci tmavý, téměř černý pruh, zvaný uzdička. Ušní boltce jsou malé a zakulacené.

Ţivotní formy a ţivotní strategie u rostlin jsou výsledkem adaptačních procesů rostin na nepříznivé období (zima, sucho) nebo vlstnostem prostředí. Klasifikace ţivotních forem (podle Raunkiera) je zaloţena na na ochraně meristematických poletiv v nepříznivém období. Podle umístění meristémů se rozlišuje 6 kategorií ŢF, jsou někdy (oprávněně) povaţované ja typ ţivotní strategie.

Ţivotní formy a ţivotní strategie u rostlin Je zaloţena na hodnocení reakce na: • stres (nedostatek nebo nadbytek vody, ţivin, fotosynt. aktivní asimilace, pH, teplota) • narušování (poškozování, disturbance), kosení pastrva, sešlap, poţár, laviny • konkurence Kombinace faktorů: Malý stres a velké narušení Malý stres a malé narušení Velký stres a velké narušení Velký stres a malé narušení Typy ŢS rostin • Ruderální strategie (R) snáší malý stres ale vysokou disturbance • Konkurenční strategie (C) malý stres a malou disturbanci při vysoké konkurenci • Stres strategie (S) velký stres a malou disturbanci

Terofyty- R strategové Vytrvalé rostliny- C-S-R Lichenizované houby- S Fanerofyty- C V praxi jsou ţivotní strategiejen vzácně vyhraněné, zpravidla tvoří pozvolné přechody a kombinace:

Efemery- ţivotní strategie charakteristická krátkým ţivotním cyklem (4-5 týdnů, xerotermní stanoviště, obdělávané plochy - plevele) a odumřou - jako výsledek přizpůsobení stanovištním podmínkám (Verfonica dilleni, V. verna, Erophila verna agg., Holosteum umbellatum, Veronica hederifolia). Charakteristiky efemérních rostlin: • vzrůstem se jedná o malé rostliny • výskyt neotenie (Veronica sp.) • vysoká investice do generativní reprodukce (vysoká hmotnost semen k poměru k hmotnosti rostliny) • nízká mezidruhová konkurence • odolnost vůči nízkým teplotám Efemeroidy- vytrvalé rostliny, u nichţ vegetativní fáze proběhne velmi rychle aţ do zralosti semen. Přeţívá podzemní část Corydalis cava, Galanthus nivalis, Gagea pratensis, Anemone nemorosa, Muscari comosum, Poa bulbosa. Společenstva Alysso alyssoides-Sedion albi, Arabidopsion thallianae, Thero-Airion, Coprynephorion canescentis, Plantagi-Festucion ovinae Neotenie- různe fenofáze na jedné rostlině (rostlinka má květy i plody)

Gagea bohemica

Veronica dillenii

Vytrvalá, 3-8 cm vysoká bylina z čeledi liliovitých (Liliaceae) s cibulí mělce pod povrchem, z níţ vyrůstá lodyha s širokými listeny a květy, které se objevují jiţ v březnu. Přestoţe kvete, nerozmnoţuje se semeny, ale tvorbou vedlejších cibulek. Nitkovité listy slabých, dosud nekvetoucích cibulek okolo hlavní cibule pak připomínají drn trávy s podivně tučnými listy. Roste na slunných skalnatých stráních v mělké kamenité půdě s nedostatkem ţivin.

Ţivotní formy a ţivotní strategie u ţivočichů Jsou vásledkem adaptačních procesů, jejich mechamismem je konvergentní vývoj nebo alopatrická speciace. V současnosti není vypracovaná jednotlá klasifikace ţivočišných ŢF (bioforem). jako klasifikační kriteria se pouţívá způsob pohybu, výţiva, rozmnoţovánmí, viz Tischler, 1955.

1. Pohybové bioformy hrabavci (krtek, Gryllotalpa) vyhrabávači (králik, jezevec) plazivci (hadi, housenky, ulitníci) běţci (kůň) Lezci (veverka) skákavci (chvostoskok, kováčik) 2. Výţivové bioformy filtrovači (kačice) poţírači substrátu (máloštětinavci) bodavci (komáři, vošky) lovci (loví potravu letem, štvaním atd.) 3. Stanovištní bioformy edafobionty ţijí v substrátě limnikolní (bahenní), psamofytní (v písku), nidikolní (ve hnízdech) atmobionti hebikolní (na rostlinách), zoobionti (na ţivočiších) aerobinty loví a pohybují se v ovzduší.

Ţivotní formy a ţivotní strategie (selekce) u ţivočichů Ţivotní strategie (ţivotní historie) ţivočichů je zaloţena na koncepci r a K ţivotní strategie (také selekce) (MacArthur, Willson, 1967). Ţivotní strategie jsou odvozené podle parametrů logistické rovnice populačního růstu. Jedinci typu „r“ jsou charakterističtí vysokou produkcí potomstva (mají vysokou růstovou rychlost – r). Jedinci typu „K“ („K“ od nosné kapacity prostředí) udrţují populaci na nosné kapacitě prostředí. Koncept je zaloţený na existenci dvou základních typů habitatů, kde se uplatňují druhy r nebo K selekce. Populace je charkateristická investicí do přeţití, méně do rozmnoţování. Mezi oběma typy ţivotních strategií je kontinuální přechod, „čisté“ ţivotní strategie jsou vzácné.

K selekce

r selekce

Bombina bombina

Bombina variegata

Ţivotní formy a ţivotní strategie u ţivočichů

Neotenie pohlavní dospělost larev některých ţivočichů; pohlavní dospělost dosaţená v raném období individuálního vývoje rostlin Ambystoma mexicanum

Albinotická forma axolotla mexického (Ambystoma mexicanum), který je asi nejznámějším neotenickým mlokem. Zachovává si ţábry a další larvální znaky, a přitom se rozmnoţuje jako dospělec. Profesor Garstang píše o vývoji axolotla ve své knize „Larvální formy a jiné zoologické verše": Částečná neotenie je známá třeba i u macaráta jeskynního (Proteus anguinus), který jakousi proměnou sice prochází, ale přitom si zachovává do dospělosti některé znaky larválního stádia, např. vnější keříčkovité ţábry.

Neotenie u rostlin Některé vodní druhy mohou dosáhnout reprodukce při dosud juvenilních formách olistění např. Sagittaria pygmaea odvozená od Sagittaria trifolia nebo Sparganium minimum odvozené od Sparganium emersum.

Křivky přeţívání

1) Type I is flat during early and middle life and drops suddenly as death rate increases among the elderly. This type of survivorship curve is associated with species such as humans and other large mammals that produce few offspring that are well cared for. 2) Type II is intermediate, with mortality more constant over life spans. This type is seen in Hydra and the grey squirrels 3) Type III shows very high death rates for the young, followed by lower death rates. This type is often associated with organisms, such as oysters, that produce very many offspring but provide little or no care.

Ekologické pravidla jako výsledek adaptačních procesů

1. Bergmannovo pravidlo o hmotnosti těla v teplých a studených oblastech 2. Allenovo pravidlo o velikosti tělesných výrustků (nohy, uši, ocasy) v teplých a studených oblastech 1. Glogerovo pravidlo o barvě v teplých a studených oblastech 2. Jordanovo pravidlo o počtu obratlů v teplých a studených oblastech.

1. Bergmanovo pravidlo = endotermní ţivočichové jsou v chladnějších oblastech větší neţ jejich příbuzné formy ţijící v oblastech teplejších; např. tučňáci, císařský (Antarktida) je vysoký přes 1m (hmotnost cca 34 kg), galapáţský (Galapágy) je vysoký kolem 0,5m (hmotnost cca 2,5 kg) Tučňák císařský (Aptenodytes forsteri)

je největší známý druh tučňáka, který můţe dosahovat velikosti 100 aţ 115 centimetrů (samci) a 100 aţ 110 centimetrů (samice) a hmotnosti kolem 50 kg. Tučňák galapáţsky (Spheniscus mendiculus) The Galapagos penguin, Spheniscus mendiculus (Sundevall, 1871), is the most northerly occurring of all the penguins (third smallest of the world's 17 or so penguin species as well). They stand 4045 cm tall and weigh 1.6-2.5 kg.

Allenovo pravidlo = v chladnějších oblastech mají někteří endotermní ţivočichové kratší uši, zobáky, ocasy a končetiny neţ v teplejších oblastech; podpravidlo srsti– ţijící v chladnějších oblastech mají hustší srst neţ ţijící v teplejších

Fenek (Vulpes zerda) Fenek, téţ fenek berberský (Vulpes zerda) je nejmenší liška na světě, malá pouštní šelma, která má vzhledem k velikosti těla největší uši ze všech psovitých.

liška polární (Alopex lagopus)

Areál fenků leţí v pouštních oblastech severní Afriky, Sinajského a Arabského poloostrova. Vyskytuje se v Maroku, Tunisku, Libyi, Alţírsku, Egyptě i Saúdské Arábii a také v Mali, Mauretánii, Čadu, Nigeru a Súdánu.

Glogerovo pravidlo = v teplejších a vlhčích oblastech jsou někteří endotermní ţivočichové tmavší neţ jejich příbuzné formy ze sušších a chladnějších oblastí

liška polární (Alopex lagopus)

Ursus americanus

liška obecná (Vulpes vulpes)

Medvěd lední Ursus maritimus

Jordanovo pravidlo = určuje vztah sériových (meristických) znaků kostnatých ryb, v teplejších vodách mají některé druhy niţší počet obratlů neţ příbuzné formy v chladnějších vodách Dehnelův fenomén: adaptace na nízkou teplotu a sezónně proměnlivou nabídku potravy. Jedná se o zmenšení těla a hmotnosti (20-35%), vedoucímu k relativnímu sníţení spotřeby potravy (viz rejsci, hraboši).

Sezonní dvojtvárnost dimorfismus babočky síťkované (Araschnia levana) proslula v pozoruhodném spektru biologické literatury (např. evoluční, genetické, fyziologické, ekologické) jako klasický příklad tzv. sezonní dvojtvárnosti, jíţ rozumíme odlišné zbarvení (velikost, tvar) zejména hmyzích druhů podle příslušnosti k různým generacím (v průběhu roku).

Jarní forma (f. levana) samičky babočky síťkované, která byla vychována z diapauzující kukly. Snímek © Rudolf Hrabák

Letní forma (f. prorsa) samičky babočky síťkované, povaţovaná desítky let za jiný druh motýla. Motýl byl vychován z nediapauzující kukly.

Děkuji za pozornost a něco do (ze) ţivota


1. 2. 3. 4. 5.

Ekologické podmienky speciácie, definícia druhu Geografická, ekologická rasa, ekotyp Alopatrické a sympetrické speciácia rozšírenie, alopatrický posun znakov Divergencia a konvergencia ako mechamizmy adaptácie a speciácie Introdukcia, reintrodukcia a domestikácia ako spôsoby zmeny biodiverzity

1. Definícia duhu, speciácia, ekologické podmienky speciácie

Týchto definícii existujú desiatky a aj keď sa jedná o základnú kategóriu prírodných vied. Druh – lat. species (typ, vzhled), základní taxonomická jednotka Druh je najčastejšie definovaný ako „mnoţina jedincov, ktorí majú spoločné morfologické, fyziologické a etologické charakateristiky, kríţia sa medzi sebou a produkujú plodné potomstvo“.

Druh je přirozené seskupení fenotypově podobných jedinců, které lze uspořádat do přirozeného hierarchicky organizovaného systému, tj. taxonomického systému. Biologové většinou předpokládají, ţe druhy existují v přírodě objektivně.

Definície druhov: Genetický prístup definuje druh ako „zhluky genotypov, ktoré nevytvárajú prechodné formy a vyskytujú sa na určitom území“. Zaujímavá je definícia hybridov, ktoré vznikajú pri prekryve areálov. Rôzne druhy sa musia líšiť frekvenciou génov na niektorých lokusoch.

Evoluční přístup definície druhu je najznámějši a jej autorom je CH. Darwin (1859). Jej prednosťou je akceptácia evolúcie a je flexibilnejšia pri vysvetlovaní procesov vzniku druhu ako teorie kreacionistické Biologický prístup definuje druh jako takovou skupinu jedinců, kteří se mezi sebou mohou vzájemně kříţit a mají plodné potomstvo. A ke vzniku druhů dochází tehdy, rozdělí-li se ona skupina na několik populací jedinců, kteří se mohou kříţit v rámci těchto populací, ale uţ nikoli mezi populacemi. Mayrsův koncep (rok 1982) předpokládá kříţení přirozených populací, které jsou reprodukčně izolované od jiných podobných populací, které zaujímají specifickou niku. Ridley (1993) definoval 7 konceptov, východisiek definovania druhu – fenetický, biologický, rozlíšiteľný, ekologický, kladistický, pluralistický, evolučný.

Speciácia – vývoj nových druhov Pre formovanie (vznik, proces speciace) nových druhov je nevyhnutná reprodukčná izolačná bariéra. Ta môţe mať: • geografickú povahu - morské úţiny, more, pohoria, • antropogénnu povahu - aktuálne sú izolačné bariéry následkom ľudskej činnosti. • Veľký význam, ako dokazujú najnovšie výskumy, majú mechanizmy umoţňujúce rôznorodé vyuţívanie prostredia postredníctvom adaptácii.

Geografická a ekologická rasa

Geografické rasy Pokiaľ sú príčinou zmien vlastností druhov (speciácie) zmenené geografické podmienky (izolácia v dôsledku transgresie (prenikaniu) moria, vyvrásnenie horských systémov atď. označujeme tieto vývojové línie ako geografické rasy.

Ekologické rasy Vo všeobecnosti - faktory vyvolávajúce procesy prispôsobovania a vzniku nových taxónov na úrovni variet, foriem sú faktory ekologické a preto sa pouţíva aj označenie ekologické rasy.

Vývojom v čase sa nové vlastnosti stávajú zreteľné a trvalé (sú súčasťou genetickej výbavy). V určité fázi tohto procesu sa špeciáciou diferencujú nové taxóny na úrovni druhov. Cielene a relatívne rýchle prebiehajú tieto procesy pri šlachtení plemien domácich zvierat a odrôd uţitkových rastlín a stromov. Sledovaním vývojových línii môţme dojsť k definovaniu obecného predka divergenciou vyvinutých skupín organizmov.

Mechanismy speciace Alopatrické a sympetrické speciácia rozšírenie, alopatrický posun znakov Alopatrická speciácia súvisí s typom alopatrického rozšírenia príbuzných organizmov, ktorých areály sa neprekrývajú. V tomto prípade uţ existuje izolačná bariéra. U taxonomicky príbuzných druhov, vyvíjajúcich sa izolovane, v zásade nedochádza k posunu znakov, charakteristík. Samozrejme, pokiaľ nie sú „adaptačné tlaky“ na tieto znaky ako dôsledok odlišných vlastností prostredia. Viaceré vtáčie druhy Paleoarktické a Holoarktické sú morfologicky podobné. původně zavedl Ernst Mayr, alopatrická speciace vyţaduje specifický typ izolačního mechanismu, jenţ zamezí kříţení, je to představa vzniku nových druhů alopatrickou speciací z malých okrajových populací, které byly reprodukčně izolovány geografickou bariérou a dokázaly se adaptovat na prostředí okrajového areálu

Príkladom alopatrické speciácie sú Darwinove pinky.

Alopatrická speciácia, geografická a ekologická rasa

Překáţka, izolační bariéra, např. pohoří (= vznikají geografické rasy)

Samostatným problémom je otázka eliminace tvorby kríţencov. Vyvinulo sa viacero mechanizmov, ktorých pôsobením dochádza k omezovaniu vzniku kríţencov, napr. proterandrický dimorfizmus- samci určitého druhu sú pohlavne aktívni v inom čase ako u príbuzného druhu. Samotná hybridizácia je typom sympatrické speciácie, hybrid sa nemôţe kríţiť s rodičovskými druhmi. Je to spôsobené polyploidizáciou známou u rastlín, vzácne u ţivočíchov, zmnoţením počtu chromosómov v buňkách.

Sympatrická speciácia je procesom speciácie pri vzájemnom prekrývaní areálov príbuzných druhov, tzv sympatrickom rozšírení. Otázkou je eliminácia kríţencov. Príbuzné druhy „absolvujú úspešně“ test sympatrie = rastliny a ţivočíchovia rastú vo vzájomnej blízkosti, ale nestrácajú následkom hybridizácie druhovú identitu.

Príkladom mechanizmov izolácie vedúce k omezovanie tvorby hybridov je např. iné výškové rozmiestnenie populácii príbuzných druhov (u nás to je napr. kunka obyčajná a k. ţlutobruchá). Príkladom izolačného mechanizmu je aj sympatrický posum znakov. Príbuzné druhy sa morfologicky a zbarvením odlišují, tato odlišnost sa v priebehu času zvyšuje. Následkom toho nedochádza k „zámene“ partnerov príbuzných druhov. Príklady izolačných mechanizumov u rastlín: • protogónia, proteradria • sterilita hybridov • odlišná fenológia, posun fenofáz

Nový druh můţe vznikat v odlišném geografickém prostředí rodičovské populace procesem sympatrické speciace.

Experimentálně se dá dokázat náhly vznik druhů (na úrovni změn v lokalizaci alel a počtu chromozomů). Jedná se tzv. Skokové změny v průběhu evoluce.

Darwin takový vývoj odmítal, evolucí chápal jako kontinuální proces bez náhlých změn.

Zpět na Galerii 1

Kuňka ţlutobřichá (Bombina variegata) – břišní strana, lokalita Vizovické vrchy, Zlínský kraj

Divergencia a konvergencia ako mechamizmy adaptácie a speciácie

Divergencia (rozbiehavosť) a konvergencia (zbiehavosť) znakov sú mechanizmy speciácie. majú dve stránky: 1. Organizmy sú otvorené systémy a prispôsobujú sa faktorom prostredia 2. Faktory prostredia pôsobia na organizmy a vyvolávajú procesy prispôsobovania (adaptácie). Faktory pôsobia kontinuálne s intenzitou neprekračujúcou druhovoú ekologickú toleranciu.

Divergencia – druhohorné jaštěry

pevnina vzduch

Loch Ness, Skotsko

voda

Konvergenciou je zbiehovosť znakov (morfologických, fyziologických a etologických). Taxonomicky odlišné druhy nadobúdajú spoločné znaky v důsledku vyuţívania podobných ekologických ník.

Ekologické ekvivalenty

Modelovým územím výskumu divergentných procesov jsou Galapágy, kde se výrazně uplatnil izolační efekt (ostrovní ekologie). Galapágy (Galapagos) je sopečné súostrovie 800 km na západ od Juţnej Ameriky. Jednotlivé ostrovy majú jedinečnú flóru a faunu, často majú jednotlivé ostrovy sovje endemity. Galapágy navštívil aj CH. Darwin, získal tu materiál pre svoje evolučné teórie, tu získane poznatky bohatě uplatnil. Klasickým príkladom sú galapáţske pinky (čaľaď Geospisidae), 13 druhov = 40 % druhov ů ptákov ostrovov. Jednotlivé druhy sa významne líšia veľkosťou a tvarom zobáku súvisi to s rozdielnym spôsobom získavania a príjmu potravy.

Divergencia – Galapágy – Darwinovy pinky

2 n d

Darwinovy pinky

G o v e r n o r

Sulloway, F.J., 1982. The Beagle collection of Darwin´s finches (Geospizinae). Bulletin of the British Museum, Vol. 43, No. 2: 94 p.

o f

Darwin získal (jako collector jsou uvedení ještě 3) 31 exempl. Geospizinae, o kterých referoval na Zoologickém spolku v Londýně 4.1.1837

N e w

Darwin prozkoumal 4 ostrovy v souostroví Galapagosve dnech 25.-27.9.1835, výprava prozkoumávala souostroví 5 týdnů.

Z e a l a n d

I n o f f

Captain Robert FitzRoy 1805-1865

Darwinovy pinky

Following his return from the voyage, Darwin presented the finches to the Geological Society of London at their meeting on 4 January 1837, along with other mammal and bird specimens he had collected. The bird specimens, including the finches, were given to John Gould, the famous English ornithologist, for identification. Gould set aside his paying work and at the next meeting on 10 January reported that birds from the Galápagos Islands which Darwin had thought were blackbirds, "grossbeaks" and finches were in fact "a series of ground Finches which are so peculiar" as to form "an entirely new group, containing 12 species." This story made the newspapers The Woodpecker Finch, Camarhynchus pallidus, is one of the so-called Darwin's finches. First seen by Charles Darwin on the Galapagos Islands, it is a unique species which uses a twig, stick, or cactus spine as a tool. The tool is used as compensation for its short tongue. The finch manipulates the tool to dislodge invertebrate prey such as grubs from trees.

Introdukcia, reintrodukcia, reštitúcia a domestikácia Introdukciou sa dajú obohatiť nové územia a zoo(fyto)geografické oblasti novými taxónmi v priebehu niekoľkých hodín. Introdukovaných na území Slovenska bolo asi 600 druhov cievnatých rastlín (bylín a stromov), stovky druhov ţivočíchov. Definícia: Introdukcia je zámerné alebo neúmyslné zavlečenie (premiestnenie) rastliny alebo ţivočícha (jejich vývojového štádia) mimo hraních pôvodného rozšírenia (areálu). Aj keď faktor premiestnenia je z hľadiska rýchlosti (obdobia, počtu premiestnených diaspór) dôleţitým faktorom (napr. v súvislosti s biotickými inváziami), podstatou introdukcie je premiestnenie mimo hraníc pôvodného rozšírenia

Zámerne boli introdukované:

• hospodárske zvierata (Austrália, Nový Zéland)- ovce, skot, králiky. Je to aj skokan Rana katesbeiana introdukovaná z východu USA na západ pre chutné maso • zvierata pripomínajúce emigrantom ich domovinu (citové dôvody), vtáky, ondatra piţmová z Kanady do Európy • introdukcie v rôznych častiach sveta za účelom vic menej úspešného zníţenia populačného stavu tzv. škodlivých druhov

Původně severoamerický hlodavec s dlouhým, téměř lysým ocasem. Délka těla 25 aţ 40 cm, ocasu 20 aţ 30 cm. Zbarvení svrchní části těla je kaštanově hnědé, spodiny světle šedé aţ naţloutlé. Vyhledává vodní plochy s dostatkem porostů. Výborně plave a potápí se, aktivní je hlavně v noci a ráno. V březích si vyhrabává hluboké nory, na zimu staví z rákosu plovoucí kupovité hrady. Hlavní sloţku potravy tvoří vodní rostliny, doplňkovou sloţku měkkýši a další menší ţivočichové či leklé ryby. Mívá tři i čtyři vrhy ročně; doba rozmnoţování začíná v březnu. Samice rodí po třítýdenní březosti 5 aţ 14 mláďat.

Ondatra piţmová (Ondatra zibethica)

V roce 1905 byla vysazena na panství kníţete Colloredo-Mansfelda v okolí Dobříše, kde se mnoţila se mimořádně rychle a způsobovala rozhrabávání hrází rybníků a nadměrný úbytek ryb

Reintrodukcia je opakovanie procesu introdukcie, vo vzťahu k nášmu územiu to je napúr.

Introdukcia baţanta obyčajného (Kaukaz), bizóna amerického na Javorinu, muflóna, daniela) zo Stredomoria). Introdukované druhy sa musí aklimatizovat (naturalizovať). Proces prispôsobenia novým podmienkam prostredia nie je (našťastie) vätšinou úspešný. Viaceré introdukované druhy ako druhy napr. invázne spôsobily katastrofálny úbytok pôvodnych,. často vzácnych, endemických druhov, např. Králíci byli do Austrálie dovezeni v padesátých letech minulého století. Během krátké doby se rozšířili po celém kontinentě. Na většině míst vytlačili původní faunu a zničili původní flóru. Způsobili rozsáhlé eroze (poněvadţ se ţiví semeny rostlin, zpevňujících půdu) a obrovské zemědělské škody. Byli tráveni a stříleni v obrovském měřítku, aniţ to mělo výrazný dopad, přestoţe například v r. 1887 jich bylo v jediném státě (Nový Jiţní Wales) zabito 15 milionů.

Raci - rak bahenní Astacus leptodactylus, byl introdukován na prelomu 19. a 20. století. Další 2 druhy jsou raci puvodem ze Severní Ameriky a to: rak signální Pacifastacus leniusculus a rak pruhovaný Orconectes limosus. Rak signální k nám byl importován v roce 1980 ze Švédska za účelem produkce trţních raku a vysazen na několik lokalit na Morave. Postupem času byl zámerne rozšíren na více lokalit CR. O. limosus se na naše území rozšíril po rece Labi z Nemecka, kam byl neuváţeně importován v 19. století.

Podľa dopadov na pôvodne ekosystémy sa introdukcie delia na: • úspešné (riadené)- gaštan jedlý, muflón, daniel z Apeninského poloostrova, dub červený a pstruh dúhový zo Sev. Ameriky, amur a pajaseň ţliazkatý z vých. Ásie, kukurica, zemiaky z Juţnej Ameriky, konope- textilná rastlina • neúspešné (neriadené, nepremyslené), ropuch obrovská (Bufo marinus) zo Sev. Ameriky na ostrovy v Indonésii, kde decimuje pôvodné druhy, javorovec jaseňolistý zo Sev. Ameriky, netýkavka ţliazkatá z Himaláji, králik v Austrálii, prasata na Karibských ostrovoch.

javorovec jaseňolistý

netýkavka ţliazkatá

Reštitúcia Pre významové odlišenie znovunavrátenia pôvodného ţivočícha (bobor európsky, zubor európsky, rys) alebo rastliny do prírody termín introdukcia nevyhovuje. Preto dr. M.Lisický navrhol pre tieto prípady termín reštitúcia. Termín nie je zauţívaný v ekologickej terminológii okolitých štátoch. Jeho vhodnosť ako ekologického termínu komplikuje, ţe je známy ako termín ozačujúci majetkovo-právne vysporiadanie zhabaných, ukradnutých alebo znárednených majetkov.

V súčasnosti však nie je navrhnutá alternatíva obsahovo a jazykovo vyhovujúca.

Formou aklimatizácie je domestikácia, kde človek vystupuje ako dôleţitý faktor. Z ekologického hľadiska je domestikácia príkladom funkčne vzájomne prospešnej väzby rastlína a ţivočíchov a človeka. Tento vzťah môţe mať formu mutualismu aţ symbiotickú. Úzky vzťah človeka k domestikovaným (vyuţívanym) rastlinách a ţivočíchom umoţňuje cielený výber ich (pre človeka) vhodných vlastností – umelý výber - selekcia, šlachtenie. Predpokladá sa, ţe v neolite (10-7 tis. rokov pr. n.l.) sa v prírode ţijúce zvieratá samovolne pridruţovali k skupinám lovcov- zberačov a pozdejšie poľnohospodárom. Táto autodomestikácia im umoţňovala prístup k zvyškom potravy, moţno aj ochrany. Odhaduje sa, ţe procesy autodomestikácie prebehly u: • holuba- z holuba skalného v 6.-5. storočí p.n.l. v Prednej Ásii • kura domáceho – z kura bankivského v Indii v 5.-4. stor. p.n.l. • psa- asi z vlka v 10.-9. stor. p.n.l. • ovce- asi z vyhynulého druhu muflona v Prednej Ásii.

Znaky domestikovaných zvierat

Domestikované zvierata majú niektoré spoločné charakteristické znaky: • stráta plachosti • relativne menší mozok ako divé formy a málo dokonalé zmysly • vyššie prírastky na hmotnosti, vätšia variabilia zbarvenia • nemajú znaky poddruhov predkov • aj v dospelosti majú (niektoré) juvenilné znaky • majú zvýšenú reprodukčnú schopnosť.


1. Demekológia: definícia populácie, 2. Unitárne a modulárne typy organizmov a ich ekologické zvláštnosti, 3. Odlišnosti populácii rastlín a ţivočíchov.

Demekológia: definícia populácie Demekológia (grécky démos- v starovekom Grécku ľud, opak aristokracie; obyvateľstvo určitého územia) je ekológia populácie (populácii), náplňou štúdia demekológie je napr. početnosť populácie, jej zmeny, rozmiestenie jedincov v populácii (disperzia), natalita a mortalita ako príčina týchto zmien, typy populačného rastu a jeho zmeny v čase (oscilácia a fluktuácia), veková a hmotnostná štruktúra populácie atď.

Prostor obsazený populací je areál (studuje zoogeografie a fytogeografie) Definícia, priklady: • populácia je súborom (mnoţinou) všetkých jedincov (včítanie vývojovych štádií – vajíčka, larvy, kukly) toho istého druhu (alebo niţšej taxonomickej úrovne), ktoré sa vyskytujú v určitom čase na určitom mieste. • •populace ("population"): skupina organismů stejného druhu, která obývá jasně vymezený geografický prostor a vykazuje reprodukční kontinuitu z generace na generaci

Euareál a epiareál Priestor osídleny všetkými jedincami danej populácie sa nazývy areál. Často je areál funkčne členený na euareál (dochádza v ňom k rozmnoţovaniu) a epiareál (zimoviská). Bocian biely má euareál v Európe, epiareál v delte rieky Nilu alebo v Juţnej Afrike.

euareál

epiareál

Areál rozšírenia bociana čierneho vo svete. Oranţovou hniezdiská, modrou zimoviská, zelenou oblasti výskytu stálych populácií

Populácia je homotypický (tvorený jedincami jedného druhu), otvorený a dynamický systém – superorganizmus, ktorý získáva vzájomnou kooperáciou jedincov tvoriacich populáciu nové – emergentné vlastnosti. Vysvetlenie ponúka synergetika.

Na princípu sociability sa môţu vytvárať funkčne rôzne typy sociálnych skupín, projevuje sa sociálny efekt (prínos) kooperujúcich jedincov. Efekt sa prejavuje napr. spoločnou obranou, péče o mláďata, skupinovým lovom, šetrenie energiou pri zahrievaní (sociálna termoregulácia), stráţenim teritória a pod. Kvantitativní znaky populace: abundance, biomasa Kvalitativní (strukturní) znaky populace: rozmístění –disperze, věková struktura (etilita), mortalita, natalita, Vztahové znky populace: sociální struktura populace, komunikace mezi jedinci, vnitrodruhová konkurence

Lokální populace: ekologické i reprodukční vztahy mezi jedinci populace jsou mnohem častější neţ s jedinci jiných populací téhoţ druhu. Můţu aj zaniknúť. Lokálne populácie sú prispôsobené miestnym podmienkam. Sú nositeľom „krajových“ špecifík, vyplývajú z mesoklimatických faktorov, lokálnych potravných špecifík, spôsobom vyuţívania krajiny, krajinnej štruktúry. Tieto sa prejavujú najmä etologickými charakteristikami lokálnej populácie

Metapopulace je vlastně populace populací, respektive soubor lokálních populací propojených občasnou migrací. Metapopulační biologie se zabývá „sítí“ lokálních populací propojených migrací. Migrace nemůţe být nepřetrţitá, protoţe pak bychom měli jednu populaci, jejíţ studium by bylo doménou zmíněné prostorové ekologie. Metapopulační ekologie tedy předpokládá, ţe místní populace budou odděleny, a studuje procesy probíhající na dvou úrovních – lokální a metapopulační. Nezajímá ji tvar a způsob propojení ostrůvků příznivého prostředí a většinou ani faktory týkající se dynamiky lokálních populací. Jde spíše o to, jak funguje celá metapopulace obývající fragmentované prostředí

Zdrojové a propadové populace Koncept source-sink (Pulliam, H. R. 1988, Dias, P. C. 1996) Populace, u nichţ převaţují natalita a emigrace nad mortalitou a imigrací, nazýváme zdrojové a území či prostředí obývané těmito úspěšnými populacemi označujeme jako zdroje.

Populace, u nichţ převaţují mortalita a imigrace, nazýváme sinkové a území či prostředí obývaná těmito populacemi jsou sinkové. Propado Zdrojová populac e

vá populac e

Unitárne a modulárne typy organizmov a ich ekologické zvláštnosti Unitárne organizmy majú medze variability morfologických a iných znakov (mnoţivosť, dľţku ţivota) danú geneticky. Pre určitú taxonomickú skupinu má spoločné charakteristiky, pochopiteľne s individuálnou variabilitou. Typickou vlastnosťou je pohyblivosť (vagilita). Unitárne sú ţivočíchy. Príklad: pavúkovci majú 4 páry končatín, hmyz má 3 páry končatín, slony majú jeden chobot, človek má najčastejšie vzrast od 170 cm do 190 cm.

Veľkrab japonský (Macrocheira kaempferi) je najväčší kôrovec. V Japonsku sa povaţuje za lahôdku. Jeho telo meria 30 cm, nohy majú v rozpätí od pazúra k pazúru aţ 3,5 m.

Vlk dravý alebo staršie vlk obyčajný alebo len vlk (Canis lupus)

Homo sapiens ???

Modulárne organizmy majú odlišné vlastnosti. Stavebnou jednotkou (modulom) je zygota. rýhovaním sa zmnoţuje obsah buniek, vznikajú nové stavebné jednotky – moduly. Výsledný modulárny organizmus je takmer vţdy rozvetvený a ţije prisedle (sesilne). Výnimky sú vzácne v ţivočíšnej ríši, sú to larválne štádia (napr. u polypovcov – planuly, u motolíc cerkárie a rédie atď.). Modulárne sú dreviny a cévnaté aj výtrusné rastliny. U ţivočíchov je to pribliţne 19 kmenov, polypovci, Porifera, koraly ako je vidno, vytvárajú kormus alebo kolónie.

Hydra vulgaris

Porifera, Spongiidae - houba mycí (spongin)

Quercus robur dub letní

Výrazným znakom modulárnych organizmov je dlhovekosť. Unitárne ţijú asi 200 aţ 250 rokov (ţelvy slonie), modulárne môţu byť staré 2500 aţ 4000 let (sekvojovec mamutí- Sequiadendron giganteum, borovice osinatá - Pinus aristata rastie v Arizone, vek najstarších jedincov sa odhaduje na 4000 aţ 4600 rokov. Charakteristikou modulárnych typov je aj rôznovekosť častí jednoho jedinca (napr. stromov, korálov) a omezená pohyblivosť.

Pinus aristata

Sequiadendron giganteum

Ekologické dôsledky typu organizmu

Modulárne typy sú citlivejšie (zraniteľnejšie ) na zmené (zhoršené) ekologické faktory prostredia, ktoré nemôţu pre omezenú vagilitu opustiť. V minulosti bolo viacero ekologických záverov a zovšeobecnení urobených na základe štúdia unitárnych organizmov, V terestrickom i vodnom prostredí prevládaju u rastlín modulárne typy organizmov.

Odlišnosti populácii rastlín a ţivočíchov Rastliny • štádium dormancie- kľudové vývinové štádium, spravidla cez zimné obdobie. u vegetatívne sa mnoţiacich rastlinných populácii sa ťaţko identifikuje jedinec, ako základná funkčná a taxonomická jednotka. Za jedinca sa pokládá organismus, ktorý má svoj koreňový systém a je schopný sa vyţivovať • kombinácia vegetatívneho a generatívneho rozmnoţovania • pri vegetatívnej propagácii sa vytvárajú polykormony (husté, kobercovité porasty s prepojeným koreňovým systémom- machy, borievka, vres) • Monokarpické druhy- kvetú a majú plody len raz za ţivot, potom odumrú • Polykarpické druhy- majú plody viackrát za ţivot, sú dlhoveké • u rastlinných populácii je podstatný rozdiel v ich ontogenetickom vývoji. Je sledom vývojových (fenologických ) fáz, väzba na vek je omnoho volnejšia. Jedince rovnakého veku sa často nachádzajú vo fáze kvetenia, iné majú plody atď. Známe sú tieto prípady u efemérnych rastlín, u ktorých je častá neoténia (tá istá rastlina má kvety, aj plody). Známy je tento stav u tropických drevín, kdy na jednom strome sú prítomné vetvy v rôznych fenofázach.

Odlišnosti populácii rastlín a ţivočíchov Ţivočíchy • populačná ekológia ţivočíchov je zaloţena na počtu jedincov, vychádza sa z predpokladu, ţe jedinci ţivočíšnych populácii sú rovnocenní. • Jednotlivé ontogenetické fáze ţivočíchov sú viazané na ich vek.

Děkuji za pozornost a trpělivost


Demekologie • • •

Vnútrodruhové vzťahy (intrašpecifické a interšpecifické) Sociabilita, sociálna stimulácia, skupinový a izolačný efekt Klasifikácia sociálnych skupín

Vzťahy vnútrodruhové – intrašpecifické a medzidruhové - interšpecifické Rastlinný alebo ţivočíšny druh existuje v ekosystéme v dočasnej alebo trvalej väzbe na jedincoch svojho alebo iného druhu (iných druhov). Interakcie (vzťahy) medzi jedincami v populácii sa označujú ako vnútrodruhové – intrašpecifické. Tieto vzťahy majú rôznu povahu (kladné - kooperácia aţ záporné kompetícia) a význam (vyhľadávanie potravy, starostlivosť o mláďata, ochrana, súperenie o samičku, teritoriálne chovanie...). Pri vnútrodruhových vzťahoch kompetičných (konkurenčných) dochádza k zniţovaniu počtu jedincov, resp. vyťesnovaniu části jedincov. Len zriedka kedy dochádzak zabitiu, aj pri ruji to je nešťastná náhoda. Kladné vzťahy a záporné vzťahy fungujú medzi štruktúrami v ekosystéme ako mechanizmy spätnej väzby.

Kronismus (kainismus)

http://www.stoerche.de Gernot Blum aus Klein Sarau ist der Storchenbetreuer von Lübeck und dem nördlichen Landkreis Herzogtum Lauenburg. Er hatte am 08.05.2003 das erste Mal das Kronismus-Verhalten bei Weißstörchen beobachten und im Bild festhalten können. Wie Gernot mir erzählte, eine sehr unangenehme, fast schreckliche Erfahrung.

V hnízdě orlů starší sourozenec zabije mladšího, jde o vrozený kainismus tohoto druhu Aquila pomarina

Kladné vzťahy prevaţujú pri prevládajúcich priaznivých ekologických faktoroch, optimálnej veľkosti areálov (priestorovej nike), optimálnej potravnej nabídky, optimálnej hustote populácie Záporné vzťahy sa formujú pri vysoké populačnej hustote, nedostatku potravy... Vznikajú záťaţové (stresové) situácie a rôznymi mechanizmami dochádza k regulácii početnosti (abundancii), resp. k zníţeniu hustoty populácie (migrácia, úhyn části jedincov, samozreďovanie...).

Society, sociabilita, vznik a klasifikácia sociálnych skupín Osamocene (solitérne)ţijúce jedince sú v prírode zriedkavé. U ţivočíchov to sú sesilné (ţijúce prisedlé, prichytené k podkladu) druhy. Sú to aj hermafroditi, aj keď i tie uprednostňujú kopuláciu s iným jedincom a chovajú sa k sebe ako samec a samica. Patria sem aj paraziti a tieţ napr. veľké šelmy v dobe mimo rozmnoţovania. Špecifickú skupinu tvoria aj fyzicky spojené jedince schránkami, vytvárajúce kormus. Patria sem polypovce (Cnidarie), korálnatce (Anthozoa), machovce (Bryozoa), Siphonaphora. Vätšina ţivočíchov a rastlín vytvára society (homotypické kolektivy, skupiny), sú tvorené jedincami stejného druhu amajú různy počet členov (dva – pár aţ po niekoľko tisíc- stáda, kolónie). Skupiny sa vytvárajú na základe vrodených mechanizmov chovania (pudov, inštínktov). Tie sa prejavujú ako tendencia zdruţovania – sociabilita. U sociálneho hmyzu sú vytvorené zloţité funkčné členenie jedincov do skupín (kást), kdy vykonávajú po určitú dobu špecifické činnosti (včely, osy- je vytvorenie a existenica jedincov v societách podmienkou ich preţitia. Society- skupiny jedinců, mezi kterými je sociáoní afinita

Skupina (societa) je zaloţená na princípoch, ktorých štúdium je náplňou etológie (študujúca chovanie zvierat): • nadindividálnej stratégie (jedinci v skupine sa „vzdávajú“ časti svojich práv, musia (aj pri pouţití „presvedčovacej sily“ rešpektovat pravidla danej skupiny, ktorú určuje najmä vodiaci pár (tzv. alfa-pár) • druţnosti a pospolitosti jedincov

• napodobovania činnosti iných jedincov skupiny (hry, získavanie loveckých dovedností, získavanie vzorcov chovania potrebných pre ţivot v skupine) • špecifickej komunikácii (varovanie, hranie, lov, sociálna komunikácia).

Skupinový efekt Charakteristickým znakom sociálnej skupiny je zvýšenie výkonu, tzv. skupinový efekt (zvýšená konzumácia potravy- pri obrane, vyhľadávaní koristi, produkcia potomstva). Tento efekt nie je pouhým súčtom vlastností jednotlivých členov, prejavuje se synergický efekt. U sociálne ţijúcich druhov hmyzu ale aj cicavcov je existenicia jedinca v skupine nezbytná. Izolačný efekt Mimo skupiny strádajú a hynú, projevuje sa tzv. izolačný efekt. Sociálny hmyz. Sociálna stimulácia Zvýšená aktivita jedincov v skupine, zvýšenie intenzity metabolismu (vyšší príjem potravy) a rychlejšie pohlavné dospievanie v skupinách s vysokým počtom jedincov je indikovaný hormonálne, má psycho-neurologický základ. V etologickej literatúre je študovaný ako sociálna stimulácia.

Sociálna stimulácia saranče stěhovavá Locusta migratoria L. Hatching in the majority of localities is observed in the middle or at the end of May. The larval development lasts 35-40 days (i.e., 7-8 days for each instar). The larvae of a gregarious phase gather flocks from the first days after hatching. Maximum insect density in flocks reaches 80,000 indidviduals/m2 for 1st instar larvae and 7,000 individuals/m2 for 5th instar larvae. Flocks of larvae can migrate on big distance. At poor vegetation 5th instar larvae pass over 3 km per day. Adult individuals appear at the end of June or at the beginning of July. Mass flights of the flocks start in approximately 10 days after winging. The copulation starts in 2-4 weeks after winging, and in 2-3 weeks more (usually at the end of July) females start to lay eggs. Each female makes 2-3 (to 5 in southern localities and at warm weather) egg pods containing 60-80 eggs on the average (120 ones maximum). The Migratory Locust is rather narrow oligophage preferring wild cereal grasses (e.g., reed, couch-grass). But it can feed on plants of many families after leaving their reproduction niduses or at lack of favorite cereal forage. Each individual eats from 300 to 500 g of green forage during its life..

Skupinový efekt - príklady

skupinový efekt- striedanie stráţiacich jedincov pri pasení sa srnčej zveri, antilop, zebier atď. Kolektívna obrana piţmoňov pri ohrozovaní vlkmi. Rodičovské správanie opíc makakov je pri starostlivosti o mláďa omezené na matku, pozdejšie sa opatery zúčastňujú aj jej dcéry a nakoniec aj ostatné samice. Samce sú menej aktívne, výnimkou je ohrozenie mláďata, keď samce prejavujú spontánne útočné správanie vôči nepriateľovi. Hraboš poľný (Microtus arvalis) má menšiu spotrebu energie v hniezdach (spoločné zahrievanie – sociálna termnoregulácia). Ryboţravý Larus ridibundus (čajka smejivá) je pri lovu úspešnejšia, keď loví skupina o 5-6 jedincoch, úspešnosť je vyššia, neţ keby skupinu tvorilo 3 a menej jedincov. Zvláštnym prípadom je krv sajúci netopier Desmodus rotundus (Juţná Amerika, obťaţuje pasúci sa dobytok, zraňuje ich a olizuje krv vytekajúcej z ranky, prenáša vzteklinu). V jeho prípade sa výhoda kooperácie nedostavuje súčasne. Ide o prípad altruismu (= profit iného na úkor poskytovateľa). Intenzívnym metabolismom sú núteni prijímať pravidelne potravu. Po dvou dňoch hladovanie strácajú 25% hmotnosti, klesá ich telesná teplota a hynú. Hladujúce jedince sú často (nie vţdy) prikrmovní úspešnejšími jedincami – príklad recipročného altruismu.

Izolačný efekt izolačný efekt – je následok (vytesnenia, opustenie, vypudenie) ţivota mimo skupinu. Jedinci hynú, príčinou môţe byť špecializácia na určitú činnosť v sociálnej skupine (pozri blanokrídly hmyz) a nie sú schopné samostatne zíslať potravu. Vytesnenie zo sociálne skupiny a následný úhyn je obrannou reakciou napr. pri napadení parazitmy. Diviačica odháňa parazitované mláďa, aby ochránila ostatné.

Sociálna stimulácia sociálna stimulácia- zrychlovanie metabolismua pohlavného zrenia sarnčí (Locusta migratoria) vo veľkých skupinách a ich hromadná migrácia (irrupcia) za potravou. Larvy švábika (Blatta germanica) pohlavne rýchlejšie dospievajú a rastú v skupinách po 5 – 10 jedincoch. Zhlukovanie holubov, hrdliček záhradných pri ich napadení loviacim dravcom. Útočné chovanie skupiny havranov pri kontaktu s krkavcom alebo iným dravcom.

Klasifikácia sociálnych skupín Podľa: 1. Účelu 2. Času (dľţky) trvania skupiny 3. Podľa zloţenia (zastúpenie pohlavia) 4. Podľa miery sociability

1. Podľa účelu

• reprodukčné skupinyvznikajú v bode rozmnoţovania, zvláštnosťou je telesný kontakt samca a samice v tomto období, ktorý je inak zriedkavý. Z etologického hľadiska je reprodukcia zloţitý komplex prejavov, napr. obsadzovanie a ochrana teritória, stavba hniezda, „námluvy“, migrácia na miesta rozmnoţovania, péče o potomstvo. U samcov je častá protandria, samci majú skorší nástup pohlavného dozrievania. Samce získavajú teritórium, stavajú hniezdo, samičku „lákajú do hotového“. Protogonia (skoršia pohlavná aktivita samičiek) je vzácna (mäkkýše, aktínie). Výrazne sa uplatňuje chemická komunikácia prostredníctvom feromónov. • nereprodukčná skupina účelom nie je reprodukcia, vznikajú vlivom pôsobenia ekologických faktorov. Existujú mimo obdobia rozmnoţovania, často ich vznik je výsledkom pôsobenia extrémnych EF (povodne, vichřice, hurikány, poţiare). Skupiny nie sú uzatvorené, mení sa počet jedincov v nich, sú dočasné.

Typy reprodukčných skupín: • rodičovský pár- samec a samica • rodina- rodičia a potomstvo, • súrodenecká skupina- pomkovia bez rodičov (časté u r- ţivotných stratégov) • príbuzenský zväzok- viacej pokrevných príbuzných (rodín), napr. hlodavce, pavúkovce • hniezdne kolónie- nahlúčenie hniezd na vhodnom mieste pri zachovaní „minimálnej distancie“ vzdialenosti jednotlivých hniezd (ptáci, tuleni, mroţi) • polygamná rodina, polygamné harémy (samec s viacerými samicami), vytvárajú ich párno aj nepárnokopytníci, plútvonoţce, niektoré netopiere, šelmy). Opakom je polyandrie (viacej samcov na jednu samicu), ktorá chybí u cicavcov • kolonie sociálně ţijícího hmyzu – vysoce strukturovaná reprodukční skupina, evolučně vznikla z péče o potomstvo, tuto funkci však přesahuje.

Hiltoping K zvýšení pravděpodobnosti kontaktu jsou vyvinuty různé strategie, např. shromaţďování na vhodných místech (trdliště ryb apod.), nebo výrazných místech terénu např. hiltoping = shromaţdování na termicky vhodně konstelovaných terénních vrcholcích, amenech, vyhřátých stromech, střechách budov (u masařek, některých motýlů apod.)

Masařka Sarcophaga panormi, endemická a zároveň největší ze sicilských

Vesmír 84, 85, 2005/2

Vylíhlí samečci nemají ještě vyzrálé gonády, teprve během hiltopingu jejich spermie „oţijí“ v důsledku pobytu na slunci (vlivem ultrafialového záření), silně ohřátých předmětů (zdrojů infračerveného záření) a konečně neustálých tělních dotyků se soupeřícími sousedy, které samečky zřejmě vydraţďují. Tak se za tři čtyři dny z stávají demonstrativně imponující dominantní „matadoři“. Ti čekají jen na svoji příleţitost: Po poledni jsou totiţ slapy vzduchu vynášeny na terénní vyvýšeniny také podstatně těţší neoplodněné samičky nabité rozvinutými vaječníky a jejich zásobami, zejména tzv. tukovým tělesem.

Jakmile dospějí na úroveň hiltopingových samčích shluků, vrhají se na ně samečci, zmocní se jich a spojeni s nimi poodlétnou do nerušených míst, kde pak oplodnění trvá dlouhé hodiny.

Typy nereprodukčných skupín: • agregácia- náhodná heterotypická skupina, vzniká pri povidniach, poţároch, víchriciach na chránených miestach, po ukončení pôsobenia vplyvov zaniká • konglobácia- heterotypická skupina vznikajúca pri zdrojoch potravy, vody, úkrytoch • lovná skupina- dočasná heterotypická skupina (pelikány + kormorány + volavky) alebo je tvorená jedioncami jedného druhu (vlky) • tážna (migračná skupina)- viacero jedincov, u ptákov tvoriacich typické letové formácie, Individuálne migruje kukačka obyčajná, ţluna hájna. Viacero druhov opúšťa hniezdnu časť areálu (euareál), zimujú v euareáli (bocian biely, škovránok, strakoš veľký, trasochvosty). Pri migráciach je študované napr. príčiny migrácii, počet migrujúcich jedincov, výška migrácie, rychlost migrácie, orientácia migrantov vo dne a v noci, vzdialenosť migrácie. • kľudová (odpočívajúca) skupina- ţivočíchovia s dennou aktivitou tvoria na noc na nocovištiach túto skupinu, často i heterotypickú • hibernujúca skupina- na biopoch s vysokou vlhkosťou, nízkou teplotou, v tme (štôlne, jaskyne) zimujú netopiere, hady v skupinách v dutinách stromov, v štrbinách skál, norách, larvy hmyzu zahrabané v substráte dna tečúcich a stojatých vôd, ţáby a mloky, jeţek európsky pod listím.... • výmena peria (pŕchnutie)- pri výmene peria sa zniţuje schopnosť letu, vtáky sa shromaţďujú na chánených miestach (porasty pálky a trstiny v močiaroch, jazerách). Kačice prekonávajú vzdialenosti 3000 aţ 4000 km pri vyhľadávani vhodných miest pre pŕchnutie.

2. Podľa času (dľţky) trvania skupiny •

dočasné skupiny Přírodní rezervace Masai Mara se nalézá v Keni, avšak tvoří svou plochou 1500 km čtvereční jeden přírodní celek s oblastí Serengeti,

•

trvalé skupiny U lvů jako jediných z kočkovitých šelem dochází k zajímavému společenskému uspořádání, včetně obranných mechanizmů, vnějších i vnitřních. Lvi ţijí trvale v rodinných tlupách. Vyskytují se ovšem i skupiny nedospělých samců nebo dospělých samců bez rodin a také lví samotáři, obvykle staří jedinci.

Jako u všech sociálních zvířat panuje i u lvů hierarchie, to znamená různé stupně nadřazenosti a podřízenosti. V takové tlupě bývá zpravidla 4 aţ l2 dospělých samic, jejich mláďata různého stáří a 1 aţ 6 dospělých samců. Nejsilnější samec, dominantní vůdce (někdy jsou ve společností i dva dominantní samci), je snášenlivý k ostatním dospělým samcům, členům tlupy, právě tak jako oni k němu. Zajímavé je, ţe spíše dochází k šarvátkám mezi samcem a samicí. U lvů bylo zjištěno i další pozoruhodné chování. Tak třeba lvice bez odporu připustí sání mláďat, která nejsou její vlastní. Byla pozorována lvíčata čtyř různých matek pijící najednou u jedné lvice.

Vesmír 75, 37, 1996/1

3. Podľa zloţenia (zastúpenie pohlavia) • heterotypické skupiny- v skupine sú samce i samice, aj mimo doby rozmnoţovania • homotypické skupiny- skupinu tvoria len samci alebo samice, v dobe rozmnoţovania sa pridruţujú samce. Slony tvoria skupiny samcov a skupiny samíc s mláďatami. Srnčia a jelenia zver mimo ruje, v ruji a po nej sa vytvárajú harémy. Netopiere v lete vytvárajú skupiny samíc, ktoré rodia mláďata a kojí. Hibernujúca skupina netopierov je heterotypická, samce dokonca „budia“ samice za účelom párenia. Samice zubra európskeho (lesný druh) rodia mláďata individuálne, kravy bizónov sa zhromaţďujú na chránených miestach „porodniciach“, kde rodia telatá. Podobne sajgy tatárske. Samice delfínov, slonov rodia v skupinách samíc, ktoré „asistujú pri porodoch“, chránia rodiacu samicu a mláďa pred predátormi.

4. Podľa miery sociability • anonymná skupina- tvorená je veľkým počtom jedincov (čriedy antilop, sobov). Jedince sa navzájom nepoznajú, môţu sa voľne odlúčiť alebo pripojiť ke skupine. Hniezde kolónie vtákov, tučniakov. • otvorená societa- jedince môţu skupinu voľne opustiť alebo sa pridruţiť, sociálna itegrácia • uzatvorená skupina- početne bohaté skupiny (tzv. hmyzie státy, termity. mravce, osy), v ktorých sa jedince navzájopm „nepoznajú“. Identifikujú sa napr. nadindividuálnymi pochovými značkami (chemická komunikácia) • neanonymná skupina- tvorená je menším počtom jedincov (svorky šeliem, rodiny). Jedince sa navzávojm (pri návrate z lovu) pachovo identifikujú, často zloţité rituály • otvorená societa- jedince sa navzájom identifikujú, poznajú sa, vstupujú a opúšťajú societu (vtáky) • uzatvorená skupina- trvalé society, členovia sa poznajú, ţijú spolu aj celý ţivot (tlupy antropoidných opíc, šelmy, niektoré kopytníky). Navzájom sa identifikujú, noví jedinci sa obtiaţne pridruţujú, musia si svoje miesto v sociálnej skupine získať, vybojovať.

Pakůň ţíhaný (Connochaetes taurinus) je velký savec z čeledi turovitých (Bovidae), který obývá jiţní Keňu aţ po sever Jiţní Afriky.

Pakoni jsou velice pospolní a ve východní Africe lze v období sucha spatřit stáda čítající i několik desítek tisíc jedinců, která podnikají migrace za vodou a pastvou aţ 1600 km dlouhé. Stáda v období rozmnoţování nemívají více neţ 150 samic s mláďaty a 1 aţ 3 samce. Samci hlídkují na okrajích stáda, které udrţují pohromadě a brání pásmo kolem něj, a to dokonce i během migrace.

anonymná skupina

Foto: V. Šilha, 2007

Pavián pláštikový (Papio hamadryas) Spôsob ţivota / Habit: 4-úrovňové komunity pozostávajúce z háremov (1 samec, 2 – 4 samice), niekoľko háremov tvorí klany (60 jedincov) a niekoľko klanov tvorí zmiešanú veľkú skupinu do 750 jedincov Výskyt / Habitat: suché oblasti a savany Afriky a Arabského polostrova (Somálsko, Etiópia, Saudská Arábia, Jemen)

 pár

neanonymná skupina

Piţmoň severní neboli tur piţmový nazývaný téţ jako piţmoň východní (Ovibos moschatus) je velké zvíře, které je dokonale přizpůsobeno silným mrazům vysokého severu - tundry.

Skupinový efekt- zvýšení účinnosti společné obrany

Recipročný altruismus Do radu netopierov patria aj povestní upíri. Krvcicajúce netopiere ako Desmond červený (Desmodus rotundus) sú rozšírení po Strednej a Juţnej Amerike. Ţivia sa krvou veľkých cicavcov, napr. hovädzieho dobytka tak, ţe ostrými rezákmi prehryzú v koţi malú ranku, potom hrubým jazykom a zvláštnym ţliabkom na spodnom pysku cicajú vytekajúcu krv.

Děkuji za pozornost


1. 2. 3. 4.

Prostorové ohraničení populace, areál, euareál epiareál Domovský okrsek (home range) Teritorium, význam, velikost teritoria, funkčné zóny Teritoriální chování

1. Prostorové ohraničení populace, areál, euareál epiareál

Všichni jedinci dané populace s diskrétním výskytem (vyloučení náhodného výskytu) osídlují vymezené území v určitém čase. Území s výskytem jedinců daného taxonů je jeho areál. Krajní body výskytu jedinců (znázorněné body) jsou hranice areálu. Areál rostlin- fytoareál - fytogeografie Areál ţivočichů – zooareál - zoogeografie

Problematiku areálu studuje biogeografie. Předmětem výzkumu jsou faktory a procesy vedoucí ke vzniku areálu, jeho zániku, změn velikosti, tvaru areálu a jeho výškové a horizontální rozloţení, způsoby znázornění areálu, atd.)

Euareál, epiareál Centrum areálu (optimum), okraje areálu (pesimum). Mnohé druhy vyuţívají část areálu k rozmnoţování = euareál. Zimují v jiném území,např. Ciconia nigra (Středomoří, Afrika)= epiareál. Euareál + epiareál= holoareál

euareál

epiareál Ciconia nigra Linnaeus, 1758

Areál rozšírenia bociana čierneho vo svete. Oranţovou hniezdiská, modrou zimoviská, zelenou oblasti výskytu stálych populácií

Na Slovensku obýva všetky typy lesov od luţných, cez níţinné, podhorské a horské lesy s dostatkom zráţok a sieťou potokov, alebo riečok. Na hniezdenie si vyberá najmä staršie porasty s mohutnými stromami. Potrebuje vhodný letový koridor na prílet na hniezdo. Potravu si hľadá pri rôznych typoch vôd a na vlhkých lúkach.

Zmenšování areálu, areály lokálních populací

Souvislý areál – kontinuitní,

Souvislý areál

Black bear in BC, 2007/09 Arely Black bears are primarily solitary and nocturnal. Although their eyesight is not very good, their senses of hearing and smell are excellent. They have no permanent home and sleep either in a tree or on the ground. They are expert tree climbers, especially when young. They also swim well.

Oddělený (izolovaný) – disjunktivní areál. Části disjunktivního areálu osídleném metapopulací jsou arely. Disjunktivní areál druhový

arela disjunkce

arela

Ţije na celom území Slovenska, prevaţne vo vodách pleskáčového pásma, najviac v mŕtvych ramenách, hlbočinách a v podobných stojatých a zabahnených vodách. Priemerne dorastá do dĺţky 15 - 20 cm. Je veľmi otuţilý, má malé nároky na kyslík a v bahne vydrţí bez vody aj celé mesiace. Je výbornou, účinnou...

Misgurnus fossilis, čík obyčajný

Domovský okrsek (home range)

Domovský okrsek je vyuţívané území, není (na rozdíl od teritoria) chráněné Domov ský okresk je větší území neţ teritorium Jedinci a sociální skupiny ţivočichů a rostlin upřednostňují pro ţivot prostor (prostorovou niku), který jim poskytuje potřebné zdroje pro ţivot a který poznají. Tedy jedinci nebo sociální skupiny omezují své aktivity na vymezenou plochu. Nazývá se domovský okrsek (home range), myslivecká terminologie upřednostňuje název revír. Domovský okrsek vymezuje většina ţivočichů (cicavce, vtáky, obojţivelníky, mnohé ryby, hmyz).

Koala - (Phascolarctos cinereus) Habitat: Eucalypt forests Diet: Eucalyptus trees Gestation: about 35 days Cubs: usually 1 and rarely 2 twins cubs Genus: Phascolarctos Distribution: South Australia, New South Wales , Victoria, Queensland

The Koala is the only mammal, other than the Greater Glider and Ringtail Possum, which can survive on a diet of eucalytus leaves. Eucalyptus leaves are very fibrous and low in nutrition, and to most animals are extremely poisonous. To cope with such a diet, nature has equipped koalas with specialised adaptations.

Teritorium

Teritorium je část domovského okrsku, který je jedincem, zpravidla samcem (párem, sociální skupinou) s různou intenzitou hájený. V případě teritoria jsou jedinci nebo skupiny jedinců rozmístění pravidelněji, neţ by odpovídalo náhodnému osídlení vhodných stanovišť. Teritorium je vyjádřením územní konkurence mezi jedinci téhoţ druhu. Teritorium je významnou formou asymetrické vnitrodruhové konkurence. Podle Begona et al. (1997) dochází k obraně exkluzívní části území před vetřelci rozpoznatelným vzorcem chování (= teritoriální chování). Asymetrická konkurence = konkurence dvou organismů (nebo druhů), při níţ je jeden postihován mnohem více neţ druhý.

Význam teritoria má vliv na početnost populace, protoţe jedinci, kteří nezískali teritorium jsou zpravidla vyřazení z rozmnoţování. příčinou formování teritoriality je v efektu získaném teritoriálním chováním, získáním teritoria- moţnost zaloţení potomstva, dostupnost potravních zdrojů, úkryty. větší teritorium sniţuje pravděpodobnost ulovení predátorem (efekt větší rozptýlenosti sýkora x lasička, větší teritorium sniţuje kanibalismus u sysla). Optimální velikost teritoria existuje a je významné, viz. velikost městských sídel. Ekologie člověka, anonymita, osamělost, problémy dopravy, likvidace odpadu atd. ve velkých sídlách

Důvody vzniku domovského okrsku či teritoria: Teritoriální jedinci mají větší šanci uniknout predaci. Příkladem můţe být sýkora koňadra. Samci na konci zimy budují teritoria, která zjevně nejsou nutná pro výţivu ani pro přilákání partnerky. Rozmístění hnízd v létě je důsledkem teritoriality a to podstatně sniţuje riziko, ţe samice s vejci či mladými se stane kořistí => čím větší je teritorium, tím menší je nebezpečí ze strany predátorů. Jedinci nebo skupiny jedinců se pohybují na relativně malé ploše, kterou dobře znají. To jim umoţňuje rychlé a účinné unikání predátorům. (Např. hraboš si buduje ve svém okrsku síť ochozů (cestiček), které ho přivádějí k potravě a zároveň mu umoţňují rychlý běh a orientaci při napadení predátorem.) Teritorium zabezpečuje jedinci či skupině jedinců téhoţ druhu dostatek potravy na co nejmenším prostoru. Teritorialita můţe být podmíněna pouhým obhajováním dobrých úkrytů nebo míst nutných k přeţití. Příkladem můţe být tuleň antarktický (Leptonychotes weddelli). Úspěšné přeţití jedinců během zimy je podmíněno schopnostmi obhájit si své teritorium u dýchacích otvorů ve zlomech ledových ker, které jsou v omezeném mnoţství. Jedinci, kteří nejsou schopni obhájit své teritorium hynou chladem a nedostatkem potravy na povrchu ledu. Teritoriální jedinci mají vyšší reprodukční úspěch.

Velikost teritoria Velikost teritoria závisí na: • nahloučení zdrojů (nabídka ekologické niky) • velikosti druhu • postavení v trofické pyramidě (trofickém řetězci) • sociabilitě a počtu jedinců v sociální skupině • vyuţití krajiny • potravní a úkrytové nabídce

Nahloučení zdrojů

Begon et al., 1997

Efekt získaný teritoriálním chováním musí být vyhodnocovaný spolu s náklady (energie a čas) vynaloţenými na získání a hájení teritoria.

Příklady velikosti teritoria: hraboš polní (Microtus arvalis) 200 m2, srnec horny (Capreolus capreolus) 1 km2,

jelen evropský (Elaphus cervus) 2-3 km2, lev 20 km2 (Serengetti 11 km2), tygr 20 km2, orel skalní asi 50 km2. Efekt získaný teritoriálním chováním musí být vyhodnocovaný spolu s náklady (energie a čas) vynaloţenými na získání a hájení teritoria.

Bubo bubo

(Čs. ochrana přírody, 19, 1979) Výr velký v Severočeském kraji v letech 1963-1976. Vzdálenost hnízd byly v průměru 5 -6 km, při dostatku potravy se vzdálenosti sníţily na 3-4,5 km (extrémně na 1000m). Při dostatku potravy se hájení území omezilo na nejbliţší okolí hnízda. Ve vzdálenosti 700 m byli registrování 3 samci výra velkého.

Efekt získaný teritoriálním chováním musí být vyhodnocovaný spolu s náklady (energie a čas) vynaloţenými na získání a hájení teritoria. znovuobsazení teritoria Je-li teritorium opuštěné, bývá brzy obsazené jinými jedinci (nevyuţitá nika). Př. sýkora koňadra byla pokusně odstraněna z lesního teritoria, to bylo osídleno ptáky nelesních biotopů (okraj polí, křoviny), kde byla úspěšnost osidlování niţší.

Je kukačka obecná (Cuculus canorus) teritriální? Hnízdní parazitismus Kukačka je jedním z asi 80 ptačích hnÌzdnÌch parazitů Péče o potomstvo přenechává pěstounům.

Po návratu ze zimovišť obsazují samice kukačky teritoria a hájí je vůči jiným samicím. Velikost domovského okrsku je asi 60 ha, teritoria 4 ha. Bedlivě pozoruje otenciální hostitele, své vajíčka snáší do hnízd, kde je snůška hostitelů. Hnízdo pozoruje asi 20-30 minut, vlastní vejce snáší velmi rychle, za ± 10 s. Celkem snese 10-25 vajíček. V Evropě je 15 subspecii kukačky, přizpůsobují se hostiteli barvou vajíček. http://www.cts.cuni.cz/vesmir, VESMÍR 79, 2000

kukačka obecná (Cuculus canorus) Vesmír, 2010/4, s. 238-241 „Proč kukaččí mládľ vraţdí nevlastní sourozence“ Vytlačovací chování

Teritorialita Teritorialita označuje mechanismy, kterými jsou jedinci nebo skupiny jedinců dané populace od sebe vzájemně oddalování. Teritorialita je známá u vyšších ţivočichů a rostlin, ale i u mikroorganismů. U ţivočichů je teritorialita výsledkem sloţitých vzorců etologických projevů (základ ve vyšší nervové soustavě), u mikroorganisů je zaloţeno „oddalování“ na chemických základech (alelopatické působení). Teritorialita sniţuje populační hustotu pod kritickou úroveň nasycení, zabraňuje vyčerpání zdrojů, sniţuje konkurenci o zdroje. Acts of aggression by animals toward one another can be caused by reasons ranging from the protection of their young to territory disputes. (Reproduced by permission of The Stock Market.)

Teritoriální chování Obhajování- značení hranic teritoria se děje několika způsoby: akusticky (zvukově) – např. ptáci (zpěv kosa na vrcholu stromu…), někteří savci (lev, některé opice, troubení jelena v říji…), ţáby i hmyz (stridulace u rovnokřídlých…) opticky – vytváření opticky výrazných značek v terénu ( medvědi oloupávají kůru ze stromů…); zbarvení a nápadné znaky samotných zvířat a jejich postoje, mimika chemicky (pachově) – pomocí výměšků zvláštních ţláz (samci králíka mají pach. ţlázy pod bradou, kterou otírají o předměty v teritoriu…), moči (vlci, kočky, opice…), trusem (hroch…) Asi nejčastějším způsobem u vyšších ţivočichů je kombinované označování teritorií (kohout vylétne na plot, zamává křídly a zakokrhá…). U niţších ţivočichů je zřejmě nejčastější chemické značení. elektrickým polem označují teritorium některé ryby

Zvukové značení teritoria

The territory size of packs of wolves in Alaska and Canada ranges from 500 to 1500 sq km.

Zvukové značení teritoria

Males do not defend territories but rather engage in battles over mating access to a particular female.

Bighorns are also called mountain sheep. They live in mountains from east-central British Columbia in Canada to Baja California in northwestern Mexico. Bighorns that inhabit the slopes of the Rocky Mountains and Sierra Nevada are dark grayish-brown in color. The size of bighorns varies, depending on their sex and the regions in which they live. The rams (males) generally are much larger than the ewes (females). In the northern mountains, bighorn rams may stand up to 31/2 feet (107 centimeters) high at the shoulder and may weigh up to 300 pounds (140 kilograms). Ewes in this region typically weigh less than 160 pounds (73 kilograms). In the desert mountains, rams rarely weigh more than 200 pounds (90 kilograms) and most ewes weigh less than 120 pounds (54 kilograms).

Obrana teritoria

Male Red-winged Blackbirds establish and defend 'Type B' territories with clearly delineated boundaries during the breeding season. All activities occur within territories, but males and females also forage, engage in sexual chases, seek extra-pair copulations, and prospect for other breeding opportunities outside territorial boundaries. Extent of off-territory foraging varies among nesting habitats and locations. Defense is based on conspicuousness, song and visual display, and aggressive responses to persistent trespassers. Mean territory size is approximately 2,000 square meters, but size varies greatly; territories are smaller in marsh than upland habitats.

Pachové značení teritoria

Funkční členění teritoria

Neteritoriální ţivočichové Order:Passeriformes Family:Icteridae Genus:Molothrus Species:M. ater Binomial nameMolothrus ater (Boddaert, 1783) Breeding in open or semi-open country across most of North America, this bird is a brood parasite: it lays its eggs in the nests of other small passerines (perching birds), particularly those that build cup-like nests, such as the Yellow Warbler. The young cowbird is fed by the host parents at the expense of their own young. The Brown-headed Cowbird is an interesting example of a bird that is not territorial. Cowbirds lay their eggs in other birds' nests. A female cowbird scouts the egg-laying activities of birds over several acres of habitat and adds one or two eggs to the nests of other species while the owners are absent. Male cowbirds display to the female throughout its scouting area. The males follow the female wherever it goes, showing no evidence of territoriality among themselves.

Zákon zkoušení: To co žák neumí učitel zjistí během 1 minuty a to co umí ho nezajímá.

Murphyho zákon

Včeobecná ekológia I/10 Kvantitativní znaky populace 1. Početnosť, hustota populácie 2. Ekologická a hrubá populačná hustota, Alleho princíp 3. Metódy určovania početnosti populácie (cenzus, Lincol-Petersonov index 4. Migrácia ako faktor ovplyvňujúci početnosť a hustotu

Abundancia a hustota Abundancia (počet, početnosť) je základnou charakteristikou populácie. Pre posúdenie trendu populačných zmien v čase je taktieţ nevyhnutným údajom. Je to základný vstup pre hodnotenie stupňa ohrozenia podľa metodiky ver. 3.1 IUCN. Samotné zisťovanie počtu jedincov populácie, lokálnej populácie alebo jedincov populácie na malom území (lokalite) je časovo náročné. Výsledok má rôznu výpovednú hodnotu. Veľkosť populácie môţme vyjadriť aj v jednotkách hmotnosti (g, kg, t) ako čerstvú biomasu alebo sušinu na jdnotku plochy alebo objemu.

 početnosť, abundancia vyjadruje absolútny alebo relatívny počet jedincov populácie alebo jej časti  hustota (denzita) je daná počtom jedincov na jednotku plochy (cm2, m2, km2...). U ţivočíchoch a rastlín ţijúcich vo vode, pôde (médium, trojrozmerný priestor).

Ekologická a hrubá populačná hustota Hustota (denzita) Ekologická hustota- sa vyjadruje veľkosťou populácie na plochu alebo objem, kde jedinci hodnocenej populácie skutočne ţijú a majú podmienky pre rozmnoţovanie. Niekedy nazávanú aj špecifická hustota populácie. Niekedy sa denzita hodnocenej populácie (jej časti) vyjadruje na jednotku plochy (administratívny celok, geomorfologická jednotka). Je evidentné, ţe na niektorých územiach druh nemôţe dočasne alebo trvale ţiť (napr. vodné nebo lesné druhy) na celom území Slovenska. V takom prípade hovoríme o hrubej populačnej hustote. Z ekologického hľadiska významné načasovanie obdobia potreby zvýšeného prísunu potravy (kremenie mláďať) a vrcholiacej ekologickej hustoty.

Ekologická a hrubá populačná hustota

Rozdiel medzi hrubou a ekologickou hustotou. Hrubá hustota populácií malých druhov rýb v mo.aristej oblasti Everglades (Florida) klesá v zimnom obdobíspolu s úrov.ou vodnej hladiny. Ich ekologická hustota v men.ujúcich sa vodných telesách v.ak narastá, preto.e ryby sa koncentrujú na .oraz men.ích plochách. Bociany zná.ajú vajcia v .ase, ke. ekologická hustota rýb stúpa a

Závislosť hustoty na postaveniu v trofickom reťazci

Príklad hustoty populácie cicavcov (Severná Amerika). Hustota populácie závisí (okrem iných faktorov) aj od postavenia v potravných re.azcoch. Spravidla platí, ţe čím je je druh postavený výše v trofickom reťazci, tým je jeho populačná hustota niţšia.

Alleho efekt (princíp) zovšeobecňuje poznanie populačnej ekológie, ţe vysoká aj nízka populačná hustota je pre preţívanie populácie riziková. Pri vysoké populačné hustote dachádza ku konkurencii o zdroje, zvyšuje sa stress. To vyvoláva mnapr. migrácii časti populácie na nové územia, postupné prispôsobovanie na iné zdroje, vyvoláva kanibalismus, kranismus (zabíjanie vlastných mláďat pri nedostatku potravy), psychické stvy s následkom smrti (hypoglykemický šok). Pri nízkom početnom stave populácie sa zniţuje jej genetická diverzita, zvyšuje sa riziko vyhynutia v prípade prírodnej katastrofy (alebo ľudskej činnosti). Alleeho efekt zobecňuje aj ekologický význam hustoty a agregácii. Počet individuí, ktoré preţívajú je závislý od hustoty populácie a hustota je o to väčšia, čím menšia je agragácia (shluk).

Alee, W. C. 1931. Animal Aggregations. A study in General Sociology. University of Chicago Press, Chicago

Metódy určovania početnosti populácie 1. stanovenie absolútnej početnosti 2. relatívne (indexové) metódy

1. stanovenie absolútnej početnosti

Census Metóda cenzu je zraniteľná zmenou počasia, pri zníţenej viditeľnosti (dáţd, hmla) sa musí ukončiť a opakovať.

Metóda sa pouţíva pre stanovenie počtu populácci ohrozených druhov (vlk, medveď, rys, kamzík) a pre stanovenie jarných kmeňových stavov vybraných druhov poľovnej zveri (zajac, baţant, sviňa divá...). • musí byť zabezpečný dostatočný počet spolupracovníkov - sčítateľov • sčítanie musí prebiehať na vymedzenom území v jeden čas • sčítanie je pouţitelné u veľkých ţivočíchov, ktoré nie su extrémne pohyblivé • sčítane druhy neţijú skrytým spôsopbom ţivota.

kamzík horský tatranský Pri jesenom spočítavaní kamzíkov v TaNAPe na slovenskej aj poľskej strane na jeseň 2005 bylo zistených 486 kamzíkov, z toho 62 mláďat. Sčítanie umoţňuje analyzovať aj vekovú a sexuálnu štruktúru čried. Sčítanie prebiehlalo 2 dni a je povaţované za kontrolu výsledkov celoročného monitorigu. Stav kamzíkov sa stabilizuje, zvyšuje sa počet mláďat. kamzík horský tatranský Rupicapra rupicapra tatrica Blahout, 1972

2. relatívne (indexové) metódy

sú zaloţené na odhade, vzorkovani resp. indexovani (výpočtu) hodnocenej populácie, jej časti. Relatívne metódy sa pouţívaju všade tam, kde nemôţme jedince fyzicky sčítavať

• jedince hodnotené populácie ţijú skrytým spôsobom ţivota (vo vode, pôde, v hrabanke, sú aktívne v noci) • sú veľmi pohyblivé • sú mikroskopické • na jednotku plochy alebo objemu ich je veľký počet.

Prehľad vybraných relatívnych metód: 1. Vzorkovanie populácie

Počty jednicov sa zjišťujú z plôch (štvorcové, tranzekty) rôznej veľkosti, ktoré sú (náhodne) umiestňované na skúmené ploche. Výsledky sú ovlivnené veľkosťou sčítacej plochy (čím väčšia plocha, tím presnejší výsledok) a jej umietnením. Pred pouţitím metódy je potrebné zistiť aké je rozmiesnenie jedincov hodnotenej populácie.

2. Vzorkovanie opakovaným odberom

Metóda je zaloţená na princípu opakovaného odberu jedincov z plochy, na ktorú sa nevracajú. Na os y sa vynáša veľkosť úlovkou, na os x vynášeme počet všetkých odlovených jedincov. Spojnica bodov pretne os x v bode označujúcim 100% odberu všetkých jedincov.

3. Opakovaný odber značených jedincov (Lincol-Petersonov index) Metóda je zaloţená na pomeru součinu odlovených jedincov k počtu ozačených jedincov. Označíme jedince získané odlovom (odchytom) bez ich poškodenia a vypustíme ich (= M). Pri druhom odlove značíme počet odlovených jedincov (= n) a počet označených jedincov (R). Odhadovaný počet jedinců (N) vypočítame: N : M = n : R => N= (M . n) : R Rovnice je upravena do tvaru N = M(n + 1) . (R + 1)-1 Výslednou hodnotu počtu jedincov z danej lokality upravujeme: •smerodatnou odchylkou •konfidenčným intervalom pre 95% pravdepodobnosť. Príklad: M- 200 exempl. Odchytených a vypusťených, n- opakovaný odchyt 250 exempl., z nich 50 exempl. Ozančených (R). N= 894, s= 121.8, t= pro 95%= 1.96=> N= 894 ±(121..8 . 1.96)

Získame interval počtu jedincov vzorkovanej populácie, napr. početnosť populácie je od 850 jedincov do 1150 jedincov.

Migrácia ako faktor ovplyvňujúci početnosť a hustotu Schopnosť pohybu sa označuje ako vagilita alebo mobilita. Mobilita je chápana ako súbor zmien miesta výskytu jedinca alebo populácie za jednotku času. Miera migrácie je druhovo špecifická a je ovplyvnená vlastnostmi prostredia. U sýkory veľkej zostává 35 % mláďat na demotopu, váţka Aeshna arctica má 75 % migrujúcich imág. Ţivočíchy sú vo všeobecnosti pohyblivé, u sesilných (prisadlých) foriem sú pohyblivé v larválnom štádiu (polypovce, medúzovce, korali, hubky...). Aktívny pohyb umoţňuje migráciu, imigráciu .... Disperzia je rozptyl jedincov z nejakého bodu (hniezda) alebo od seba (mladé korytnačky alebo krokodýle po vyliahnutí). Migrácia je hromadný smerovaný pohyb veľkého počtu jedincov spravidla jedného druhu. Pri migrácii sa uvaţuje so spätným návratom. Irupcia- při nadměrném přemnoţení dochází k masovému vystěhování z oblasti přemnoţení do území s nízkou populační hustotou Komigrace- souběţná migrace koťist a predátoři

Aktívnym pohybom je: 1. ţivočichové - lokomócia- schopnost pohybu, pohyb v prostoru pomocí svalové činnosti (lezenie, plazenie, let, pávanie, beh...). Orientační pohyby lokomoční jsou taxe, takţe lze mluviti o geotaxi, fototaxi, chemotaxi, galvanotaxi, rheotaxi atd. 2. Rostliny a) tropismy- při nich orgán rostiny zaujímá určitou polohu ke směru podnětu (pohyby orientační), Podle podnětu, který pohyb vybavuje, rozeznáváme geotropismus (viz tam), fototropismus, thermotropismus, elektrotropismus a galvanotropismus, chemotropismus, aërotropismus, hydrotropismus, osmotropismus, traumatropismus, rheotropismus a thigmotropismus.

b) nastie- pohyby bez orientace dějí většinou změnou turgoru buněk, květní listy však se otvírají a zavírají vzrůstem. Velmi mnohé nastie jsou konány periodicky v souvislosti se střídáním dne a noci (pohyby nyktinastické, spánkové). Jsou vykonávány změnou intensity osvětlení (fotonastie), tepla (thermonastie), vlhkosti (hygronastie). Ale zdá se, ţe mohou spolupůsobiti ještě jiné, dosud neznámé faktory (změna vodivosti vzduchu, penetrantní záření).

Pasívny pohyb (transport) - chórie (premiestňovanie) aj na veľké vzdialenosti 1. anemochórie- vetrom aeroplankton, motýľe, váţky (Anax junius hurikánom zalvečené z Juţnej Ameriky do Európy) 2. hydrochórie- vodou 3. zoochórie- ţivočíchmi The breeding range of Anax 4. antropochórie- človekom. junius extends from the northernmost part of the United States (Alaska) and south to Panama; also occurs from Hawaii east to Nova Scotia; also occurs in West Indies and Tahiti. Known to occur in Asia from Kamchatka south to Japan and mainland China (Cannings et. al., 1991). Very rare migrant. First records 1998, Scilly Isles and Cornwall

Faktory podmiňující migrace ţivočichů

• potrava – především pravidelné přesuny, obvykle na menších územích, např. kopytníci v afrických savanách, některé tahy mořských ryb apod. • rozmnoţování – pravidelné přesuny na místa rozmnoţování, např. u ploutvonoţců, ryb (anadromní = z moře do řek a katadromní = z řek do moře). • klima – pravidelné přesuny s klimatickou změnou během roku (období chladna, sucha atd.), např. stěhovaví ptáci, netopýři, ryby, hmyz

Faktory ovlivňující migraci • pohyblivost ţivočichů a jejich schopnost překonávat přirozené bariéry – nejmobilnější pochopitelně létaví ţivočichové ekologické bariéry = zábrany ve stěhování nebo přesunech, většinou geografické (hory, vodní plochy, atd.), ale i jiné (lidské stavby, mořská i vzdušná proudění atd.) • fáze vývoje – u některých druhů především hmyzu je určité stádium vývoje jedince výrazně výhodné pro migraci, po migraci např. omezují schopnost létání, nebo se vyvíjí do bezkřídlých forem. Jiné organismy (např. hlístice) mají larvy, které se přichycují na jiných ţivočiších a profitují z jejich letových či pohybových schopností = forézie • schopnost navigace

Klasifikácie migácii: 1. anadrómna migrácia- z morí do riek, losos (slaná voda x sladká voda)

2. katadrómna migrácia- z riek do moria, úhor.

Klasifikácie migácii: 1. anadrómna migrácia- z morí do riek, losos (slaná voda x sladká voda)

chinook salmon Oncorhynchus tshawytscha Sockeye salmon (Oncorhynchus nerka)

31.8.2007 / 11:32:16

Směr Pacifik- Coast mounatins

Říčka Snowbound creek „Zavátá sněhem“

22. 9. 2007 , sev. část British Columbia

Sockeye salmon (Oncorhynchus nerka)

medveď hnedý grizly (Ursus arctos horribilis) alebo ľudovo grizly Foto S. David

Foto S. David

The American Black Bear - baribal (Ursus americanus)

Foto S. David

Klasifikácie migácii: 1. katadrómna migrácia- z riek do moria, úhor. Říše: ţivočichové (Animalia) Kmen: strunatci (Chordata) Podkmen: obratlovci (Vertebrata) Nadtřída: ryby kostnaté (Osteichthyes) Třída: paprskoploutví (Actinopterygii) Řád: holobřiší (Anguilliformes) Čeleď: úhořovití (Anguillidae) Rod: úhoř (Anguilla) Anguilla anguilla L. 1758 Způsob rozmnoţování úhořů byl pro lidstvo po staletí záhadou. Největší posun v tomto směru nastal na konci 19. a v první polovině 20. století, kdy byly objeveny jeho larvy a místo třecího aktu v Sargasovém moři. Dodnes však není biologie úhoře známa v potřebné úplnosti

Larva úhora

Leptocefalová larva ve velikosti 7,6 cm

Klasifikácie migácii: 1. anadrómna migrácia- z morí do riek, losos (slaná voda x sladká voda) 2. katadrómna migrácia- z riek do moria, úhor. Sezónní přesuny mezi stanovišti

• výšková migrace býloţravců v horských oblastech – jelen wapiti, jelenec oslí, jelen evropský • migrace obojţivelníků mezi vodním a suchozemským prostředím Migrace na velké vzdálenosti • migrace z četnými návraty – pravidelné kaţdoroční tahy ptáků, na severní polokouli většinou model ”na jaře na sever na podzim na jih”, většinou je důvodem potrava nebo klima popř. obojí • migrace typu ”jednou tam a zpět” –většinou migrace spojené s rozmnoţováním (úhoř, losos) • jednosměrná migrace – u některých stěhovavých druhů hmyzu se určitá generace stěhuje jen jedním směrem, např. u evropských motýlů babočky admirála a babočky bodlákové, jedna generace letí na jih, rozmnoţí se a příští rok další generace putuje zpět na sever

Faktory podmieňujúce migráciu: 1. potravná nabídka- migrácie bizónov, sobov, kytovcov, zmenou nadmorskej výšky, vo vodnom stl´pci 2. rozmnoţovanie- hniezdiská vtákov, lososovitých rýb, úhorov, mnorské korytnačky 3. klimatické vplyvy- ročné obdobia, miesta hibernácie.

Zváštnosti migrácie 1. individuálna kolektívna migrácia 2. veľkosť a forma migrujúcich skupín 3. doba migrácie - v noci nočné vtáky, motýľe, mihulovce - vo dne dravé vtáky, hmyz 4. rýchlosť migrácie- kačica chrapka 120 km/h, včela 9 km/h, antilopy 60 km/h 5. migračná vzdialenosť- bocian biely z Európy do delty Nílu alebo juţnej Afriky 13000 km, mlynárik kapustový 50 -200 km, losos 1200-2000 km, sob 8001000 km

Zváštnosti migrácie 6. Orienatácia - navigácia - slunce jako kompas – dle vodorovného pohybu slunce, např. poštovní holubi, špaček, atd. - polarizovaného světla – u hmyzu, nemusí vidět slunce, orientuje se dle roviny a stupně polarizace slunečního světla (https://ib.slsp.sk/main/start.do) - navigace podle hvězd a Měsíce – např. pěnice pokřovní, kachna divoká, zřejmě jen rozlišení sever-jih - navigace dle magnetického pole – potvrzena pokusy, kdy červenky v uzavřené místnosti vykazovaly směrovací pohyby k jihozápadu (směr tahu), v ocelové komoře (odstínění magnetismu) tyto pohyby byly do všech směrů; např. racek, špaček, tuleň Weddelův - čichu – u některých druhů ryb, např. losos; podílí se na návratu do rodné řeky

Zváštnosti migrácie 7. letová výška- hmyz 0,3 – 3 m nad zemou, motýľe 90 -130 m, ţeriav 4600 m. 8. jednosmerná migrácia- ţltáčik, babočky migrácia „jednou tam a späť“ úhor riečny, losor

Shlukování – princip sobeckého stáda Migrace vede k shlukování jedinců, ţivotní cykly jsou časově synchronizovány. Jedním z vysvětlení synchronizovaného chování populací a jejich sdruţování v prostoru je Hamiltonova (1971) teorie sobeckého stáda. Tvrdí, ţe nebezpečí, které jedinci hrozí od predátora, můţe být zmírněno, pokud tento jedinec umístí mezi sebe a predátora jinou potencionální kořist. Důsledkem je seskupení jedinců, na okraji stáda přitom hrozí největší nebezpečí, jedinci se tedy snaţí proniknout do středu. Principem sobeckého stáda lze vysvětlit i synchronizaci v čase. Jedinec, který se objeví předčasně či opoţděně, můţe být predátory více ohroţen. Např. periodické cikády u kterých se dospělí jedinci objevují současně poté, co strávili od 13 do 17 let pod zemí jako nymfy.


Být učitelem je nevděčný úkol Být žákem - ještě nevděčnější

Včeobecná ekológia I/11 Strukturní vlastnosti populace 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Rozmístění jedinců v populaci – disperze Natalita, mortalita Populačné zmeny - dynamika populácie Pomer pohlavia v populácii Veková štruktúra a vekové pyramídy Štruktúra biomasy, hmotnostná štruktúra Sociálna štruktúra populácie (byla probraná, sociálne skupiny, sociabilita).

Disperze 1. Disperze- je pouţívaná pro označení šíření organismů od určitého zdroje (hnízda, místa vylíhnutí). 1. Disperze- (prostorová strukturní vlastnost populace) je pouţívaná ve smyslu prostorového rozmístění jedinců navzájem části (vzorkované) populace. Klasifikují se typy disperze, která je výsledkem vzájemných interakčních vztahů (sociability, kompetice) a vlastností stanoviště (prostorové nebo stanovištní niky). Typy disperze:

Natalita, mortalita Populační změny (populační růst) ovlivňují dva hlavní procesy a) Natalita – mnoţivost (porodnost v demografii) b) Mortalita - úmrtnost Natalita (mnoţivosť, u lidskej populácie to je pôrodnosť) a mortalita (úmrtnosť) sú procesy, ktorých výsledkom je populačný rast na jednej strane a úbytok jedincov hodnotenej populácie na strane druhej. Výsledný početný stav populácie, resp. jej populačná hustota je výsledkom vzájomného pôsobenia ďalších procesov ako: migrácia, emigrácia, prírodné katastrófy, predačný tlak, antropická činnosť.

Natalita fyziologická a ekologická je vrodená schopnosť jedincov v populácii rozmnoţovať sa. Natalita sa niekedy označuje aj ako realizovaná plodivosť, tj. schopnosť plodiť potomstvo. V ekologii rozumieme natalitou „produkciu“ nových jedincov za jednotku času a to narodením, vyliahnitím, delením, vypučaním atď. Natalitou sa realizuje zákon o zachováni druhu. Genetický potenciál natality je druhovo špecifický, realizoval by sa v prípade optimálnych podmienok prostredia (absencia chorôb, predátorov, dostatok a optimálne zloţenie potravy, dostatok vhodných úkrytov, vyhovujúce klimatické podmienky) a fyzického (dobrý fitness, absencia parazitov) a psychického stavu organizmov. V takovom prípade by sa realizovala fyziologická (maximálna) natalita. Pretoţe sa faktory podmieňujúce fyziologickú natalitu v ekosystémoch reálne odlišujú od optima, fyziologická natalita sa realizuje len zriedka. Produkcia potomstva je niţšia čo je vysledok pôsobenia ekologických faktorov. Jedná sa o ekologickú (realizovanú) natalitu.

Mortalita fyziologická a ekologická mortalita (úmrtnosť) je úbytok, alebo hynutie jedincov v populácii. Pokiaľ je mortalita vyjadrená ako úbytok jedincov v populácii za jednotku času, vyjadruje rýchlosť úmrtnosti. U mortality rozlišujeme teoretickú (minimálnu) úmrtnosť, je konštatná pre danú populáciu. Minimálna úmrtnosť by sa realizoval v prípade optimálnych (neobmedzujúcich) podmnienok, v ktorých jedince populácie ţijú. Mieru úmrtnosti zvyšujú reálne pôsobiace faktory prostredia a kondícia jedincov populácie. Azda najvýznamnejším faktorom je predácia. Skutočná mortalita sa nazýva ekologická (realizovaná). Mortalita (pozri tabuľky preţívania) je vysoká u „r“ stratégov, juvenilných vývojových štádii, premnoţení predátorv a pri nepríznivých klimatických podmienkach súvisiacich s hľadovaním. Pr. vrabec poľný: z 1000 mláďať doţilo pôl roka 67 jedincov, jednoho roka 35 jedincov a dvoch rokov 24 jedincov.

Dynamika populácie Demografický rozbor populácie, jej dynamika je zrejme hlavným cieľom štúdia ekológie populácii. V 18. storočí byly formulované T. Malthusom. Komplikácie štúdia populácii vyvplývajú z viacero príčin, príncipy populačného rastu boli formulované a zovšeobecňované pred obdobím získani exaktných výsledkov. Ďalším problémom je matematické vyjadrovanie zloţitých holistických vzťahou, ktoré sú nutnou mierou zjednodušenia a naviac - pre vätšinu biológov je problémom sa v nich orientovať. Thomas Robert Malthus (1766-1834) anglický kňaz a ekonóm, formuloval „populačný zákon“ o geometrickom prírastku ľudskej populácie a produkcia potravín (zdroje) „len“ aritmetickou radou. Malthus (maltusiáni) predpokládajú demografickú krízu. Ako regulačný faktor počtu ľudskej populácie uvaţujú epidémie, války, reguláciu pôrodnosti. Teória prispela k poukázaniu na globálne problémy ľudstva v prvej správe Rímskeho klubu (Meadows, D., H., 1972: The Limits to Growth, Oxford, University Press, New York).

1766 - 1834

Dynamika populácie - růst populace je dán poměrem mezi natalitou a mortalitou - rozmnoţování probíhá v příznivých obdobích

- vymírání jedinců probíhá stále - rozhodujíci je zastoupení samic v populaci a kolik samičích potomků se narodí v příští generaci 1. Hrubá míra reprodukce (R)

udává průměrný počet samic, vyprodukovaných jednou samicí za její ţivot 1. Čistá míra reprodukce (R0) někdy také čistá míra nahrazování nebo základní reprodukční rychlost

udává počet samic, vyprodukovaných jednou samicí, které se doţijí reprodukčního věku

Matematicky je moţné početné zmeny v populácii za určitý čas vyjadriť vzťahom: změna velikosti populace= natalita za časový interval (B) – mortalita za čas. Interval (D)

N t

= B - D, vyjadruje prírastok jedincov za jednotku času,

ΔN je prírastok jedincov v populácii Δt je časové obdobie (hodina, deň, rok) nebo generační doba Příklad výše uvedeného modelu s průměrnými počty norozených a zemřelých jedinců během určeného časového intervalu: b= porodnost „per capita – na hlavu“= počet potomků produkovaných za časovou jednotku u „standardního“ člena dané populace (př. na 1000 jedinců je zaznamenaných 34 narození za rok=> roční porodnost per capita je 34/1000= 0,034) b= 0,034; N= 500 => B= b.N = 0,034.500=17/rok d= úmrtnost „per capita“ = očekávaný počet úmrtí na jednotku času (př. d= 0,016, při velikosti populace 1000 jedinců je očekávaná úrtnost d= 0,016; N=1000 => D= d.N = 0,016.1000=16/rok b – d= r r= míra populačního růstu (specifická rychlost populačního růstu) r>0 => populace roste; r<0 => populace klesá; r=0 => populace stagnuje Kde:

Populační růst s vyuţitím porodnosti a úmrtnosti per capita (ne s počtem porodů a úmrtí)

N t

N . rN => r = N . N 1 . , kde N =výchozí stav populace 0 = bN – dN => 0  t t

uvedený vzťah vyjadruje vnútornú rychlosť (špecifickú rychlosť) populačného rastu (r), prírastok na 1 jedinca za jednotku času, teda:

Ekologická dimenzia populácie je algoritmom stanovenia postupu stanovenia početného stavu populácie pre súčasný alebo budúci čas.

Pouţité symboly: Npresent - stav populácie v súčasnosti (taktieţ Nt) Npast - výchozí počet jedincov v určitom čase v minulosti (N t- 1) Nfuture - stav populácie v budúcom časovém okamihu (Nt + 1) B - (birth, natalita) prírastok jedincov narodením D - (death, mortalita), úbytok jedincov smrťou I - prírastok jedoncov v populácii imigráciou E - úbytok jedincov emigráciou. Počet jedincov môţme stanoviť pre: 1. súčasnosť ako: Npresent (alebo Nt) = Npast (Nt - 1) + B +I – D – E 2. budúcnosť ako: Nfuture (alebo Nt + 1) = Npresent (Nt - 1) + B +I – D – E

1. populácie s neprekrývajúcimi sa generáciami majú za ţivot len jedno reprodukčné obdobie. Pri hodnotení demograie začíname počiatočnou (nultou) generáciou v ľubovoľnom čase (N0). Z úvodnej charakteristiky vyplýva, ţe v predošlej generácii zahynuli všetky jedince a boli nahradené „“ novým potomstvom. Doba generácie je definovana dľţkou sezóny, pretoţe sa, ako bolo uvedené, generácie neprekrývaju. Dôleţitou charakteristikou tohto modelu (aj keď teoretickou) je predpoklad, ţe jedince majú pred reprodukciou nulovou mortalitu.

Veľkosť populácie na konci: 1. hodnotenej sezóny je: N1 =  . N0, 2. v druhej sezóne N2 =  . N1 => N2 =  . ( . N0) = 2 . N0, všeobecne - po t sezónach Nt = t . N0. Parameter  sa nazýva konečná rýchlosť rastu populácie. Jej hodnota je vzťiahnutá k rýchlosti populačného rastu akéhokoľvek jedinca v priebehu sezóny. Model opisujúci rýchlosť rastu  popisuje geometrický rast, je to exponenciálny model populačného rastu (pozri prednáška 12). Príklad: urči veľkosť populácie za päť rokov? Populácia má 10 samičiek, kaţdá vyprodukuje 300 vajíčok 150 samčekov a 150 samičiek). N5 = 1505 . 10 = 7,59 37 E10 . 10= 759 370 000 000 samičiek. V prírodnom prostredí sa takýto rast neuskutoční, mortalita pred reprodukciou zniţuje počet jedincov. Z uvedeného príkladu môţme zobecniť, fluktuačné cykly (premnoţenie) najmä u hmyzu sa z väčšiny vajíčok dospelce nevyliahnu.

2. populácie s prekrývajúcimi sa generáciami Tabulky přeţívání Při demografickém rozboru uzavřených populací s překrývajícími se generacemi si nevystačíme s jednoduchým exponenciálním modelem, který měl velmi jednoduchou demografickou strukturu, protoţe všichni jedinci ţili pouze jednu sezónu. U populací s překrývajícími se generacemi je populace v kaţdé sezóně tvořena jedinci různého stáří, kteří se v závislosti na věku liší hodnotami natality a mortality. Tyto populace se navíc mohou rozmnoţovat v průběhu kaţdé sezóny buď kontinuálně, a nebo jen v určitém, diskrétním období. Podle toho hovoříme o kontinuálně nebo sezónně se mnoţících populacích. Demografický rozbor populací s překrývajícími se generacemi vychází z tabulek přeţívání, které mají odlišné parametry natality a mortality v závislosti na věku jedinců. Stejně jako v případě populací s nepřekrývajícími se generacemi se však předpokládá, ţe tyto parametry zůstávají stejné v jednotlivých časových úsecích, bez ohledu na velikost populace. V nejjednodušším případě jsou tabulky konstruovány na základě pozorování stejně starých jedinců, sledovaných od narození aţ do smrti, které označujeme jako věkové kohorty. Příkladem takové tabulky přeţívání kohorty jedinců je tabulka 1.

2. populácie s prekrývajúcimi sa generáciami Tabulky přeţívání Tabulka přeţívání kohorty tisíce samiček hypotetického druhu. x = časový úsek; S(x) = počet samiček ţijících na počátku intervalu; D(x) = počet samiček uhynulých v průběhu intervalu; q(x) = D(x)/S(x), věkově specifická úmrtnost; p(x) = 1 – q(x), pravděpodobnost, ţe samička přeţije věkový interval; l(x) = S(x)/S(0), věkově specifické přeţívání; m(x) = věkově specifická plodnost; H.R.R. = hrubá reprodukční rychlost, R0 = ∑x l(x)m(x), čistá reprodukční rychlost.

x

S(x)

D(x)

q(x)

p(x)

l(x)

m(x)

l(x)m(x)

0

1000

200

0,2

0,8

1

0

0

1

800

300

0,375

0,625

0,8

0

0

2

500

200

0,4

0,6

0,6

3

1,8

3

300

200

0,667

0,333

0,3

2

0,6

4

100

200

1,0

0

0,1

0

0

5

0

100

0

H.R.R.=5 R0 = 2,4

2. populácie s prekrývajúcimi sa generáciami Tabulky přeţívání jsou pro organismy s odděleným pohlavím zpravidla sestavovány pouze pro samičky. Celková velikost populace je pak odhadnuta vynásobením počtu samiček poměrem pohlaví v dané populaci. Mluvíme-li tedy v našich tabulkách o počtu potomků, máme na mysli počty nově narozených samiček. Protoţe v panmiktických populacích je udrţován poměr pohlaví 1:1, celkovou velikost populace zpravidla získáme násobením počtu samiček dvěma. V naší tabulce 1 sledujeme kohortu tisíce samiček v průběhu pěti časových úseků. Časové úseky popisuje parametr x v prvém sloupci. Pod tímto úsekem si můţeme představit jakýkoli časový interval, od minuty, přes hodiny a dny po roky - jeho délka bude záviset na délce ţivota organismu. Časový úsek x = 0 však zpravidla bude odpovídat novorozeným samičkám. Naše tabulka je hypotetická (nejde tedy o pozorování ţádného konkrétního druhu), a to z důvodu jednoduchosti výpočtů. Druhý sloupec tabulky, S(x), popisuje počet samiček skutečně ţijících na počátku kaţdého věkového intervalu x. Máme 1000 novorozených samiček, protoţe S(0) = 1000. Budou-li hodnoty x roky, maximální délka ţivota samičky bude čtyři roky. Třetí sloupec tabulky, D(x), popisuje počet samiček uhynulých v průběhu intervalu x. Tak například, protoţe D(0) = 200, od narození do počátku prvého roku ţivota uhyne 200 samiček. Čtvrtý sloupec tabulky, q(x), popisuje věkově specifickou úmrtnost. To je pravděpodobnost, ţe samička ţijící na počátku intervalu zemře v jeho průběhu. Je definovaná jako q(x) = D(x)/S(x). Tak například věkově specifická úmrtnost novorozených samiček je q(0) = 200/1000 = 0,2. Pátý sloupec tabulky, p(x), je doplňkem předchozího parametru a popisuje pravděpodobnost, ţe samička věkový interval přeţije: p(x) = 1 - q(x). Tak pravděpodobnost přeţití novorozené samičky do počátku prvého roku ţivota je p(0) = 1 – 0,2 = 0,8. Šestý sloupec tabulky, l(x), popisuje věkově specifické přeţívání. Je to poměr samiček ţijících od narození do věku x: l(x) = S(x)/S(0). Pro novorozence je přeţívání definováno jako l(0) = 1. Tak věkově specifické přeţívání od narození do počátku prvého roku ţivota je l(1) = 800/1000 = 0,8. Protoţe l(x) je poměr populace ţijící ve věkovém intervalu x a p(x) je pravděpodobnost, ţe samička přeţije věkový interval x, věkově specifické přeţívání do následujícího věkového intervalu je l(x+1) = l(x)p(x). Ze stejného důvodu (mimo l(0) = 1, dané definicí) je l(x) = p(0)p(1), ..., p(x-1). Věkově specifické přeţívání l(x) má často charakteristický tvar, specifický pro organismy s určitým typem ţivotní strategie (obr. 2).

Obr. 2: Klasifikace křivek věkově specifického přeţívání l(x) podle Pearla (1928) a Deeveyho (1947). Typ I (konvexní) - mortalita je minimální aţ do konce ţivota (např. lidská populace v bohatých zemích nebo zvířata v zoo). Typ II (přímkový) - pravděpodobnost úmrtí se s věkem nemění (např. přeţívání semen v půdě). Typ III (konkávní) – mortalita je vysoká na počátku ţivota, ale přeţivší jedinci jsou dlouhověcí (např. mořské ryby, které produkují milióny jiker, z kterých jen velmi málo přeţívá do dospělosti). Sedmý sloupec tabulky, m(x), je věkově specifická plodnost. Náš hypotetický druh se začíná rozmnoţovat ve druhém roce ţivota, kdy kaţdá samička produkuje v průměru tři potomky. Ve třetím roce má kaţdá samička v průměru dva potomky. V posledním, čtvrtém roce ţivota, se jiţ nerozmnoţuje. Součet všech potenciálních potomků jedné samičky, uvedený na konci sedmého sloupce, se označuje H.R.R., hrubá reprodukční rychlost, a v našem případě je roven pěti.Většina samiček se však nerozmnoţuje hrubou reprodukční rychlostí. Pravděpodobnost, ţe se samička doţije druhého roku, kdy se začíná rozmnoţovat, je totiţ jen l(2) = 0,6 a pravděpodobnost doţití třetího roku jen l(3) = 0,3.

2. populácie s prekrývajúcimi sa generáciami jedince sa rozmnoţujú opakovane spolu s jedincami z predchádzajúcich reprodukčných cyklov.

Populáciu tvorí jedince rôzneho veku, jedince sa môţu noţiť kontinuálne, v pravidelných cykloch, alebo tvoria diskrétne populácie. Rozmnoţujú sa v určitom čase. Aj keď sa model prekrývajúcich populácii pribliţuje reálnym podmienkam, pre zjednodušenie uvaţujeme, ţe sa natalita a mortalita v priebehu hodnoteného obdobia nemení. Skutečný počet potomků produkovaných samičkou věku x je dán součinem pravděpodobnosti, ţe se samička věku x doţije, a počtu potomků, která samička věku x produkuje: tedy součinem l(x)m(x) z posledního sloupce tabulky. Součet těchto hodnot, uvedený na konci sloupce, se nazývá čistá reprodukční rychlost, R0. Její vzorec je 

R0=

 l ( x ) m( x )

x 0

Kde:

l(x) m(x)

- vekovo špecifické preţívanie - vekovo špecifická plodnosť

Pomer pohlavia v populácii - sexilita Pomer pohlavia je pomer (zastúpenie) samcov a samíc v populácii= ♂ : ♀) je to štruktúrna (kvalitatívna charakteristika populácie.

Pomer pohlavia nie je konštatný, mení sa a je závislý na vekovej štruktúre populácie, populačnej hustote, klimatických faktoroch, dostatku potravy, migrácii, je ovplyvňovaná človekom lovom alebo odchytom). Štatisticky je pomer samcov a samíc 1 : 1 (0,5 : 0,5). Nositeľom dynamiky populácie sú samice, ich zastúpenie je rozhodujúce a je vyjadrené sexuálnym indexom = podielom samíc/ceľkový počet jedincov. Poplácie v progresívnom vývoji (vysoký počet reprodukcie schopných samíc) majú sexuálny index blízky 1.

Pomer pohlavia sa mení v korelácii s vekovými kategóriami. Vek (čas) je v tomto prípade funkcia miery ovplyvnenia pohlavia (vyššia úmrtnosť samcov pri lovu, ochrany teritória, rozdielnou martalitou samcov a samíc...). V ekológii rozlišujeme: 1.primárny pomer pohlavia – je daný vznikom zygoty, štatisticky je 1 : 1, 2.sekundárny pomer pohlavia – je pomer samcov a samíc pri narodení. Odchylky sú spôsobené napr. výškou teploty pri inkubácii vajíčok pri plazoch, hmyze 3.terciárny pomer pohlavia – je pomerom samcov a samíc pri dosiahnutí schopnosti reprodukcie. U druhů, jejichţ pohlaví je závislé na teplotě, bývá náhlý zlom - prahová teplota - oddělující samce od samic. Nízká teplota (22 ° - 27 °C) produkuje obyčejně jedno pohlaví a teplota vyšší (30 °C a více) pohlaví druhé. Překvapující je zjištění, ţe u ţelv a ještěrů je vliv teploty opačný. Při niţších teplotách se líhnou samice ještěrů, ale samci ţelv. Existují však výjimky. U kajmanek Chelydra serpentina dochází k vývoji samic při obou teplotních extrémech. U rodů Kinosternon a Macroclemmys se při teplotě 31 °C líhnou výlučně samice. Při 25 °C je však část zárodků také samičího pohlaví (BULL 1980).

partenogenetické populácie Príkladom rozdielov sú partenogenetické populácie (chýba samčie pohlavie) u niektorých rovokrídlovcov, strašiliek, motýľov a chrobákov.

Chránena a vzácna kobylka Saga pedo je z nášho územia známa len ako samice. Vošky majú obojpohlavné generácie aţ na konci sezóny. Z oplozených vajíčok sa na jar liahnu len samičky.

Je velmi zajímavé jak funguje genetická partenogenetická reprodukce. U většiny samců strašilek je absence pohlavního chromozomu Y. Z toho vyplývá, ţe samice mají pár chromozomů XX, ale samci pouze X0. U pakobylek vypadá situace následovně. Nymfy pakobylek se při teplotě 28 °C líhnou z oplozených vajíček zhruba za 45 dní a z vajíček neoplozených zhruba za 60 dní. Buňky neoplozených vajíček jedné linie pakobylek jsou ze začátku haploidní a tím jak se dále dělí, část buněk proniká do ţloutku a z části se vytváří zárodek. U buněk zárodečného prouţku dochází potom k diploidizaci tak, ţe mitotické dělení neproběhne aţ do konce, při zdvojení sádky chromozomů totiţ uţ dále nepokračuje a tím nedojde k rozdělení buňky na dvě. U buněk, které se pomnoţily a pronikly do ţloutku nedochází k diploidizaci, degenerují a odumírají. Vzniklé diploidní embryo se uţ vyvíjí normálně. Haploidní buňky zárodku vznikly z haploidní samičí buňky, a proto se musí líhnout samé samice. Pokud máte zájem se touto problematiko zajímat naleznete více informací v Bedfordově práci ( Bedford, 1978). http://www.ifauna.cz/clanky

Veková štruktúra populácie a vekové pyramídy Veková štruktúra etilita je významna kvalitatívna charkteristika populácie, je ukazateľom jej ďaľšej perspektívy vývoja.

Zistenie vekovej štruktúry populácie je dôleţitý údaj pre potreby ochrany prírody. Napr. u poľovnej zveri zisťovanie zastúpenia vekových tried (a jarných kmeňových stavov) je povinnosťou poľovného hospodára a je dôleţitým kritériem chvaťeľskej práce poľovného zdruţenia. Vekovú štruktúru určujú vekové kategórie (vekové triedy). U modulárnych typov organizmov je stanovenie vekových tried problematické. Vyhodnejšie je pouţiť iné kvalitatívne charakteristiky populácie, napr. stanoviť štruktúru hmotnostnú, veľkostnú. Pre unitárne typy organizmov sa stanovujú základné vekové tiedy: 1. prereproduktívna (juvenilná) veková trieda (často dlhé obdobie, larvy hmyzu váţok aţ 5 rokov) 2. reproduktívna (subadultná) veková trieda (časovo krátke obdobie) 3. postreproduktívna veková trieda (reprodukcie neschopní jedinci, chýba u hmyzu).

Veková skladba populácie sa nazýva etilita (alebo aetilita). Predstavuje súhrn všetkých vývinových a vekových stupňov v jednej populácii. Vývinové stupne môţu byť zreteľne oddelené (vajíčka, larvy a imága hmyzu), alebo plynule prechádzajú (dlhoveké rastliny a ţivočíchy).

Pri ţivočíchoch rozlišujeme vek infantilný, juvenilný, subadultný, adultný a senilný. Pri rastlinách podobne rozlišujeme stupeň predreprodukčný, reprodukčný a poreprodukčný. Ak sa vyskytuje len jedna generácia, hovoríme a unietilnej populácii, viac vývinových skupín obsahujú plurietilné populácie.

Veková charakteristika pyramídami.

populácie

sa

graficky

vyjadruje

vekovými

t

t

N Vekové kategórie: 1. prereproduktívna (juvenilná) veková trieda (často dlhé obdobie, larvy hmyzu váţok aţ 5 rokov) 2. reproduktívna (subadultná) veková trieda (časovo krátke obdobie) 3. postreproduktívna veková trieda (reprodukcie neschopní jedinci, chýba u hmyzu). A- populace má reprodukčný potenciál, zastúpené sú juvenilné jedince, progresívna populácia B- populácia speje k tendencii populačné stagnácie, menšie mnoţstvo juvenilných jedincov, stabilná populácia C- nestabilná populácia ohrozená vymieraním D- nestabilná populácia ohrozená vymieraním, bez juvenilnej vekovej kategórie

Štruktúra biomasy, hmotnostná štruktúra Biomasa je hmotnosť populácie v danom čase. Delíme ju na nadzemnú a podzemnú biomasu u rastlín a stromov (korene). Biomasu vyjadrujeme v hmotnostných jednotkách ako hmotnosť ţivých jedincov, šušiny. popeľoviny, vybraného biogénneho prvku, viazanou energiou. Stanovenie biomasy je nezbytné v produkčnej ekológii, stanovuje sa často pre typy biomóv (ekosystémov). Hmotnostní strukturu zjišťujeme např. u druhů (hlodavci), u nichţ nemůţeme zjistit stáří.

Všeobecná ekológia I/12 Strukturní vlastnosti populace

1. 2. 3. 4.

Exponenciálny a sigmoidálny (logistický) rast populácie Kolísání početnosti populace - oscilácia a fluktuácia a její příčiny Ceľková dľţka ţivota, tabuľky a krivky a preţívania (kohorta), Samozreďovanie.

Všeobecná ekológia I/12 Růstové křivky populace Vyjadřují dva základní typy „strategie“ růstu populace. Matematický model populačného rastu v závislosti na veľkosti populácie (N) v čase t (Nt) a pod vplyvom čistej rastovej rychlosti (r) má dve varianty:

N . rN 0 t N0- výchozí početní stav populace Nt- početní stav populace v čase „t“

V ekologie se pro změny populačního růstu pouţívá diferenciální rovnice, která více odovídá skutečné míře růstu. Rovnice pak má tvar: nebo

dN . rN t dt

Čteme: derivace N podle derivcace t

Všeobecná ekológia I/12 Diferenciální rovnice představuje matematický opis děje, který se mění spojitě v závislosti na jiné veličině, dejme tomu např. na čase nebo na vzdálenosti od určitého bodu. Diference je tedy jakýsi rozdíl funkčních hodnot zkoumané funkce ve dvou sousedních bodech. Pokud si představíme pohyb nějakého bodu v čase, je to vlastně rychlost, jakou bod projde z jednoho místa na druhé za určitou dobu (za rozdíl časových hodnot). Kdyţ zajdeme do extrému a představíme si, ţe zkoumaná doba je hodně malá, dejme tomu nekonečně malá (rozdíl časových hodnot se blíţí k nule), dostáváme okamţitou rychlost bodu, coţ je derivace dráhy podle času. Historické definice vyjadřovaly derivaci jako poměr, v jakém růst nějaké proměnné y odpovídá změně jiné proměnné x, na které má ona proměnná nějakou funkční závislost. Nejjednodušší představa o derivaci je, ţe „derivace je mírou změny funkce v daném bodě, resp. bodech“. Pro změnu hodnoty se pouţívá symbol Δ, takţe tento poměr lze symbolicky zapsat jako .

Všeobecná ekológia I/12 1. Exponenciálny rast populácie – růstová křivka typu „J“

dN dt

. rN

V příznivých podmínkách má r maximální hodnotu rmax

Všeobecná ekológia I/12 Dva příklady r= 1.0 r= 0.5 Nové nebo neobsazené prostředí s dostatkem zdrojů

Obnovující se populace po zimě nebo po katastrofické události Expanzivní „škúdci“ lýkoţrout

Včeobecná ekológia I/12 2. Sigmoidálny (logistický) rast populácie Logistický model populačního růstu předpokládá omezení zdrojů prostředí (ekologické niky). Zvyšující se počet jedinců populace vyčerpává více zdrojů prostředí, stoupá odpor prostředí. Nosná kapacita prostředí – K je definovaná jako velikost populace, kterou je dané prostředí schopné „udrţet“ (uţivit) v určitém čase, aniţ by došlo k vyčerpání zdrojů nebo destrukci prostředí. Nosná kapacita je vyjadřována počtem jedinců N Nebo rmax – r (rozdíl rmax – r představuje velikost odporu prostředí, který působí proti dalšímu růstu populace) K - únosná kapacita prostředí - odpovídá maximální populaci rmax, coţ je maximální, geneticky daná růstová kapacita, neboli konstantní maximum, specifické pro kaţdý druh. Hodnota K (také biotický potenciál) je veličina, která obvykle není přesně známa, ani ji nelze předem (prognosticky) určit. Lze ji pouze stanovit jako průměr několika max hodnot (početnost, hustota) na konkrétní lokalitě, nebo jako průsečík regresních rovnic parametrů b (natalita, mnoţivost) a d (mortalita), pokud jsou k dispozici

Logistická růstová rovnice

dN dt

. rmaxN (K- N . K-1)



Všeobecná ekológia I/12 K = 100

N = 10

K = 100

N = 90

K = 100

N = 100

K–N -------- = 0,9 K -„-

-„-

populace roste

= 0,1

růst populace se zpomaluje

= 0

růst populace se zastaví

Všeobecná ekológia I/12 Model regulované populace

N

K

t

Všeobecná ekológia I/12 Kolísání početnosti populace a její příčiny Oscilace kolísání změn populační hustoty během 1 roku. V našich zeměpisných šířkách je rozmnoţování synchronizované na jarní nebo i zimní období. U populací ţivočichů s více generacemi můţe být oscilační křivka vícevrcholová. generační cykly V novější literatuře (90- léta) je oscilace (oscilační cykly) nazývají generační cykly s periodou 1 generace. Změny populační hustoty podle předchozí chyarakteristiky pak platí v případě, kdy generace má v 1 roce 1 generaci potomstva. Periodický hmyz: chrúst, cikády,

Všeobecná ekológia I/12 Obecný model oscilace – generačního cyklu N

M

A

M

J

J měsíce

A

S

O

N

t


Zdroj: Tkadlec, 2008

Včeobecná ekológia I/12 Fluktuace – populační cykly kolísání změn početnosti ve víceletém období. Víceleté kolísání je na úrovni malých a středních hodnot. Populácia sa nachádza v štádiu: • latencie, • progradácia, početný stav sa zvyšuje • gradácia, vrchol početného stavu populácie • retrogradácia • latencia. Gradační druhy- hraboš polní, lumík, sysel, saranče stěhovavá, míška. Dochází u nich k pravidelným populačním cyklům přemnoţení v průběhu několika let (6-8), populace graduje. Známe je u fytofáýgního hmyzu.

Všeobecná ekológia I/12 Fluktuace

Všeobecná ekológia I/12 Gradace je přemnoţení populace druhu organismu, které se můţe pravidelně opakovat. Průběh gradace je nejlépe znám u lesních škůdců. Gradace se skládá ze šesti fází: a) latence (utajenost) - škůdce se vyskytuje v malém, téměř nezjistitelném mnoţství; b) akrescence - početnost škůdce se nevýrazně zvyšuje aţ k normálnímu stavu; c) progrese - početnost škůdce rychle vzrůstá aţ do maxima a začínají se objevovat škody; d) kulminace početnost škůdce je nejvyšší a objevují se kalamitní škody; e) regrese projevuje se často prudkým populačním zlomem s poklesem početnosti škůdce aţ k normálnímu stavu, při němţ se škody prudce sniţují a vyznívají; f) dekrescence, projevuje se poklesem početnosti škůdce z normálního stavu aţ do minima.

Vzrůst početnosti od latence k maximu se nazývá progradace, pokles početnosti od maxima k minimu je retrogradace. Pokles početnosti je způsoben například parazity, nemocemi, nedostatkem potravy nebo abiotickými faktory (například nepříznivou teplotou a sráţkami). Gradace se u hraboše polního opakují za 3-4 roky, u kurovitých ptáků za 4-6 let, u zajíců za 9-10 let.






Všeobecná ekológia I/12 Příčíny kolísání populační hustoty nejsou spolehlivě vysvětlené

Vnější faktory • abiotické klimatické faktory (sluneční skvrny), stanoviště, půda, vlastnosti vodního prostředí, rychlost proudění vody, obsah kyslíku ve vodě, salinita, SOx, Nox • biotické kvalita, dostupnost potravy, predátoři, paraziti, choroby, člověk, úkryty, dostatek vegetace (vegetace je kořist, účinky predace, inhibice rostlin), závislost na hustotě

Všeobecná ekológia I/12 Vnitřní faktory • • • •

vztahy uvnitř populace, sociální vztahy, teritoriální vlivy, nenarušená hierarchie v sociální skupině

Všeobecná ekológia I/12 Příčiny kolísání populační hustoty:

• Zhušťování jedinců v areálu, domovském okrsku populace. U hrabošů se v bojích likvidují pohlavně aktivní samci. Poměr pohlaví aţ 1♂ : 6♀♀. • Stresové jevy stres vyvolává patologické chování. Fyziologicky dochází ve stresových situacích ke zvýšené činnosti nadledvinek, vyplavování adrenalínu, v játrech se odbourává glykogen na vyváţení psychického stresu. Agresívní chování přechází v trvalý stav, nedostatek glykogenu vede ke hypoglykemickému šoku a ke smrti. • klimatické příčiny, výzkum nepotvrdil periodicitu vlivu na početnost populace. •Teorie interakcí uvnitř populace je prokázané, ţe změna hustoty populace je provázená změnami fyziologickými, a genetickými. mění se obsah hemoglobinu v krvi, mnoţství tukové tkáně, věková skladba populace. teorie náhodného kolísání i přes komplikované interakce mnoha faktorů je v kolísání početnosti populace určitá zákonitost. • Interakce mezi trofickýmií úrovněmi. Vztah kořist x predátor herbivoři x vegetace.

Včeobecná ekológia I/12 Samozředění, proces známý u rostlinných populací vytvářející husté porosty.

Jsou to např. druhy Vaccinium (čučoriedka), Caluna vulgaris (vres), Aster (invazní „americké“ astry). Jedná se o závislost hustoty (počtu jedinců) a biomasy.

Geneta (=klon): rozumíme všechny potomky pocházející z jedné zygoty, ať jiţ jsou fyzicky spojeni nebo ne Rameta: je část genety (tj. má stejnou genetickou informaci, např. odnoţ), která je spojena funkčně s genetou, ale potenciálně je schopna samostatné existence (např. po oddělení, tj. má např. kořeny).



Wt= Cdt -3/2 biomasa

-3/2

W - hmotnost biomasy v čase t t d- hustota populace v čase t C- koeficient

Hustota porostu




1. Medzidruhové vzťahy 2. Rozdelenie a typizácia pre rastliny a ţivočíchy (neutrálne, kladné, záporné). 3. Typy interakcií napr. mykorrhiza, lichenizmus, epifytizmus, saprofytizmus, neutralizmus, komenzalizmus, mutualizmus, parazitácia, predácia.

1

2

3

Podle Oduma, 1977

1. Neutralismus Populace se neovlivňují, např. populace králíka a babočky osikové. Nepřítomnost interakcí mezi dvěma organismy (nebo druhy), vzájemně se proto neovlivňují. Ţádná populace nemůţe existovat izolovaně, je závislá na celé řadě dalších populací. Souběţný vývoj dvou populací – koevoluce. Příkladem je společná evoluce parazita a hostitele. S koevolucí úzce souvisí fakt, ţe některé bakterie se staly imunními proti antibiotikům. Také evoluci opylovače a zoogamních rostlin povaţujeme za koevoluci. Například kolibříci jsou příkladem, jak můţe výsledek koevoluce vypadat

2. Oboustranně prospěšné vztahy (symbiosa s.l.) – dva stupně podle závislosti sledovaných populací na sobě: 1. Protokooperace (+ - +) oboustranně prospěšné souţití, není ale nezbytné 2. Komensalismus (+ - 0) souţití krab – sasanka, ryby-čističi – jiné ryby

3. Mutualismus (+ - +) (obligátní symbiosa) – souţití je nezbytně nutné pro ţivot obou organismů; mykorrhiza, celulolytické organismy v trávicích traktech, nezmar zelený, lišejníky; úzký vztah k parazitismu (parazitická symbiosa)

Molekuly glukózy sa spájajú do dlhých reťazcov a vytvárajú polysacharid celulózu. V molekule celulózy nie sú postranné reťazce ako je to napr. pri molekule škrobu. Absencia postranných reťazcov spôsobuje, ţe tieto lineárne molekuly leţia blízko seba. Veľa voľných -OH skupín poskytuje veľa príleţitostí na vytvorenie vodíkových väzieb medzi susediacimi molekulami celulózy.

2. Protokooperace oboustranně prospěšné souţití, není ale nezbytné, vytváří se volná, časově omezená interakce - aliance • jednodušší forma – protokooperace – vztah prospěšný, ale nezávazný • např. sdruţování jedinců různých druhů v souvislosti s lepší ochranou před predátory, přístup k potravě, přísun potravy • např. hnízdění dvou druhů ptáků (pěvci a dravci) na jednom místě (úspěšná obrana proti predátorům),

• např. vytváření zimních hejn různých druhů pěvců • aliance pštrosů a pakoní, antilop

2. Protokooperace

Klubák habešský (Buphagus erythrorhynchus)

Volavka rusohlavá (Bubulcus ibis)

Protokooperace - mutualismus

2. Protokooperace

Krab Eupagurus Eupagurus prideauxi prideauxi

- Aktínie

2. Protokooperace

3. Komensalismus jedna populace má z druhé uţitek, druhá nic neztrácí ani nezískává, např. vztah dravec – mrchoţrout (lev – hyena) – blízkost potravnímu parazitismu!, vztah detritovoři (vč. koprofágů) – ţivé organismy atp. • jedna populace vyuţívá druhou bez jejího poškozování • jde o závislost potravní nebo prostorovou – komenzál má ze souţití potravní prospěch, aniţ by hostitele kladně nebo záporně ovlivňoval • vyuţívání zbytků kořisti jiného druhu (supi, hyeny vyuţívají zbytky potravy šelem) • jeden druh poţírá metabolity jiného druhu

3. Komensalismus

• parekie – malý druh ţije v blízkosti jiného velkého druhu – větší bezpečnost (např. malý pěvec hnízdí pod hnízdem velkého dravce) • synekie – některé drobné druhy ţivočichů ţijí v norách a hnízdech ptáků a sociálně ţijícího hmyzu (roztoči, brouci) • epiekie – jedinci jednoho druhu se usídlují na těle jiného druhu (roztoči), u rostlin se tento vztah nazývá epifytismus (např. u nás řasy, lišejníky, v tropech bromélie a orchideje ) • entekie – jeden druh ţije uvnitř těla jiného druhu (mikroorganismy v těle, které neškodí – měňavka ústní) - u rostlin epifytismus

• forézie – vyuţívání jedněch ţivočichů druhými k přenosu (např. hypopus u skladokazných roztočů, štírci)

3. Komensalismus

3. Komensalismus

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) (obligátní symbiosa) – souţití je nezbytně nutné pro ţivot obou organismů; mykorrhiza, celulolytické organismy v trávicích traktech bylinoţravců, termitů, nezmar zelený, lišejníky; úzký vztah k parazitismu (parazitická symbiosa) Definice: takové spojení mezi dvojicemi druhů, které přinášejí oběma druhům uţitek (+,+) 1. jedinci v takových populacích ţijí déle, rostou a rozmnoţují se rychleji v přítomnosti jedinců druhého mutualistického druhu 2. kaţdý mutualista získává jednu z mnoha různých výhod – nejčastěji je touto výhodou alespoň pro jednu stranu přístup k potravnímu zdroji 3. kaţdý se chová v podstatě sobecky – uţitek, který kaţdý z partnerů získá musí vyváţit všechny vynaloţené náklady Fakultativní, Obligátni, Kombinace

Typy mutualismu: • zabraňuje predaci • zvyšuje dostupnost kořisti, jiného zdroje • ţiví se predátorem, soutěţí s ním • zvyšuje konkurenceschopnost jednoho z partnerů v mutualismu • sniţuje vitalitu konkurenta • ţiví se konkurentem, soutěţí s ním

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Medozvěstka křiklavá (Indicator indicator) a medojed kapský (Mellivora capensis) – medozvěstka najde včelí hnízdo a dovede k němu medojeda. Savec hnízdo rozbije, nakrmí se medem a včelími larvami. Medozvěstce zůstane včelí vosk a larvy. Garnáti (r. Alphaeus) a hlaváčovité ryby (Cryptocentrus) – garnáti si vyhrabávají doupata a hlaváčovité raby je pouţívají jako úkryt v sedimentu, který poskytuje hojnost potravy. Garnát je skoro úplně slepý. Kdyţ vychází z doupěte, aby se nakrmil, dotýká se jedním tykadlem ryby. Tak je varován před nebezpečím. Mravenci (Pseudomyrmex ferruginea) a kapinice (Acacia cornigera) – rostlina má duté trny, které mravenci vyuţívají jako hnízda. Má jemně zpeřené listy, jejichţ konečky bohaté na proteiny mravenci sbírají a poţívají. Ve vegetativních částech jsou medníky bohaté na cukr, které přitahují mravence. Mravenci chrání stromky před konkurenty aktivním ostřiháváním výhonků, jeţ jim vnikají do koruny, a chrání je před býloţravci.

Mutualismy vedoucí ke vzniku vzájemných vazeb chování

Medozvěstka křiklavá (Indicator indicator)

medojed kapský (Mellivora capensis)

Mutualismy vedoucí ke vzniku vzájemných vazeb chování

Mravenci (Pseudomyrmex ferruginea) a kapinice (Acacia cornigera) i kdyţ bychom teoreticky mohli předpokládat, ţe mnoţství mravenců je lineárně determinováno mnoţstvím „domacií“, v případě, ţe mravenci absolutně vyloučí herbivorii, kapinice budou limitovány ţivinami a světlem

Acacia cornigera

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Vztah druhu Homo sapiens k obilí a dobytku – počet rostlin a plocha, kterou obiloviny zaujímají mnohokrát převyšuje hodnoty, které by zaujímaly nebýt kultivovány. Výhodnost pro člověka je zřejmá ze zvětšení populace od dob lovců a sběračů. Pěstování hub brouky, mravenci, termity – řada hub má schopnost trávit celulózu a lignin. Ţivočich, který je poţírá pak získává přístup k energeticky bohatému zdroji potravy. Kůrovci vrtají chodbičky do dřeva mrtvých a hynoucích stromů a přenášejí inokula (podhoubí, sadba) hub ve svém zaţívacím traktu. Tak rozšiřují houbu v chodbičkách. U některých jsou vyvinuty speciální kartáče na hlavě k přenosu výtrusů hub.

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Chov housenek modráska (Lycaena= Maculinea arion, modráčik čiernoškvrnný ) mravenci

Chov housenek modráska (Lycaena arion) mravenci – tento případ je spíše parazitický ze strany motýla, mravenci (kromě medovice na počátku) z něj v podstatě nic nezískají (v prezentaci je uveden – proto zmiňuji i tady). Motýl klade vejce na mateřídoušku, kde se larva asi 20 dnů ţiví květy. Poté cestuje a uţ neţere rostlinnou potravu. Larva má medovou ţlázu, ze které mravenci pijí a odvádí si larvu do podzemní kolonie. Larva zde zůstává 11 měsíců a ţiví se larvami mravenců.

Symbiontofagie především baktérie, houby, prvoci, jde o symbiontický vztah prospěšný pro oba partnery, ačkoliv zde ţivočich potravně vyuţívá někdy i celé tělo symbionta nebo jeho části. U ektosymbiontů jde například o houbové zahrádky všekazů a mravenců, nebo souţití ve dřevě ţijících brouků a ambrozia (hub zavlečených broukem do chodbiček ve dřevě jejichţ podhoubím se potom ţiví larvy i dospělci). U endosimbontů jde především o organismy ţijící volně v krvi hostitele, tukovém tělese, dutině střevní nebo v různých úsecích trávícího ústrojí. Tyto organismy pomáhají při rozkladu těţko stravitelné potravy bohaté na celulózu, keratin (kůţe, peří), jsou téţ u ţivočichů sajících krev nebo rostlinné šťávy. Trofobióza vztah některých mravenců a mšic, kdy mšice vylučují sladké výměšky – medovici aţ kdyţ se jich mravenci dotýkají tělními přívěšky

Chov housenek modráska (Lycaena arion) mravenci (Myrmica rubra)- ale tady je to spíš parazitismus. Housenka vyluřuje medovici, mravenci housenky odnášejí do mraveniště, tá se ţiví larvami mravenců

Pěstování hub brouky, mravenci, termity

Termiti (Isoptera), všekazi)- řád hmyzu s rozšířením v tropech a subtropech. Udávané počty rodů tohoto řádu kolísají od dvou do tří tisíc.

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) - odměna opylovače pylem a/nebo nektarem - výsledek – cizosprašné opylení a oplodnění -opylovači: hmyz, kolibříci, netopýři, drobní hlodavci a vačnatci

Různá míra specializace květů a tím i opylovačů: - Ranunculaceae - orsej jarní (Ficaria verna) – květ jednoduchý, dostupný všem, pryskyřník hlíznatý (R. bulbosus) – medník zakrytý chlopní, orlíček obecný (Aquilegia vulgaris) – medníky vyvinuty v podlouhlé trubice - přesně určují, který druh bude mít přístup k nektaru, oměj (Aconitum sp.) – celý květ utvořen tak, ţe medníky jsou dostupné hmyzu jen kdyţ se současně tře o tyčinky a sbírá pyl. - orchidej Angraecum sesquipedale – nektar v 30 cm dlouhých trubicích – opyluje ji lišaj (Xanthopan morgani praedicta), který má 25 cm dlouhý sosák -ţivotní cyklus opylovače je přizpůsoben období kvetení určité rostliny

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) (rod Ficus) a opylujícími vosičkami čeledi fíkovnicovití (Agaonidae) - vosička fíkovnice + fíkovník – samice fíkovnic kladou vajíčka do semeníků s krátkou čnělkou. Ty se vyvíjejí v hálky, ve kterých larvy fíkovnic dokončují vývoj. Při vylézání z květu musí projít samčími květy a sbírají z nich pyl. V dalším květu vytřepávají pyl na blizny semeníků s dlouhou čnělkou. Z těch se pak vyvíjí semena. Toto je základní schéma, existují různé specializace.

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa)

Cypripedium calceolus

Ophrys holubyana

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Mykorhiza: - houba dává minerální ţiviny - hostitelská rostlina dává organické látky -většina mechů, kapradin, plavuní, nahosemenných, krytosemenných Ektotrofní mykorhiza houba tvoří pochvy kolem kořene a proniká mezi buňkami – kořen je krátký, ztluštělý nejč. stopkovýtrusné nebo vřeckaté houby – vyţadují od rostliny rozpustné glycidy- přínos hub – N, P, Ca Endotrofní mykorhiza houba vstupuje do hostitelských buněk a často se rozšíří i daleko do okolní půdy nemá morfogenetický vliv na kořen pouze jeden rod - Endogene – není schopen růstu bez hostitele rostlina získává fosforečnan z větších vzdáleností, neţ by dosáhla kořeny ? Parazitismu – při dostatku fosforečnanu houba sniţuje růst hostitele

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Souţití řas a ţivočichů: Chlorella a nezmar (Hydra viridis) Chlorella je schopna růst pouze jako endosymbiont v trávících buňkách endodermu nezmara, zásobuje jej kyslíkem, uhlíkatými sloučeninami z fotosyntézy nezmar můţe růst i bez endosymbiont – můţe střídat heterotrofii a autotrofii nutná harmonizace růstu a rozmnoţovaní – symbiont by mohl přerůstat a zabít hostitele, nebo by nedrţel krok a zřeďovali by se s rozmnoţováním hostitele Dinophyceae a korály řasy poskytují produkty fotosyntézy a účinkem aktivní fotosyntézy je také sráţení CaCO3 – tím můţe dojít k vytváření korálové struktury – korálové útesy by jinak neexistovaly!


Hydra viridis

4. Mutualismus (dříve pouţívaný název symbiósa) Souţití řasy a houby – lišejníky: - 25% ze všech druhů hub a 27 rodů řas - výhoda - větší ekologické rozpětí v podobě osidlování různých substrátů (skalnaté povrchy, kmeny stromů), suché pouště, arktické, alpinské oblasti - řasy dávají fotosyntetické produkty - houby dávají ?, ale např. Trebouxia není známa volně ţijící -rozdílné druhy řas + jeden druh houby – rozdílná morfologie stélky lišejníku Fixace dusíku v mutualismu: Prokaryota ţijící v symbióze: - Azotobacteriaceae – na povrchu listů a kořenů - Bacillaceae – v bachoru - Enterobacteriaceae – střevní flóra, příleţitostně na povrchu listů a v kořenových hlízkách - Spirillaceae – obligátní aerobové, na travních kořenech - Aktinomycety r. Frankia váţe dusík v hlízkách rostlin jiných neţ bobovitých - Rhizobiaceae – kořenové hlízky bobovitých - hlízky se vytváří po kolonizaci kořene bakteriemi - rostlina v hlízkách tvoří speciální cevní systém – transport produktů fotosyntézy - nedělící se zduřelé bakteroidy produkují dusíkaté látky (zejm. asparagin)


Hlízkové bakterie

5. Epifytismus

5. Epifytismus

Souţití řasy a houby - lišejníky - 25% ze všch druhů hub a 27 rodů řas - větší ekologického rozpětí – osidlování substrátů, suché pouště, arktické, alpinské oblastí řasy x houby – fotosyntetické produkty x ? (Trebouxia – není známa volně ţijící - rozdílné druhy řas – rozdílná morfologie houby

Bradatec srstnatý (Usnea hirta)

7. Amensalismus populace jednoho druhu ovlivňuje negativně populaci dalšího druhu, aniţ by z toho měla sama přímý uţitek. Případ výrazně asymetrické konkurence; téţ antibiosa, alelopatie (negativní ovlivňování konkurenční populace chemickými látkami), např. některé rostliny vylučují do půdy látky, potlačující růst jiných druhů druh - inhibitor působí svými metabolity na jiný druh - amenzála negativně, brzdí jeho růst, rozmnoţování nebo druh úplně likviduje, uvádí se pro označení vztahů ţivočichů

8. Alelopatie

• alelopatie – uvádí se častěji u vztahů rostlin a mikroorganismů, jedná se o komplexnější vzájemné ovlivňování dvou a více populací vylučovanými chemickými látkami (vliv můţe být negativní i pozitivní)

• látky vylučované (alelopatika) – silice, alkaloidy, fenoly atd., působí např. jako repelenty nebo atraktanty, ale mohou mít i stimulující efekt

9. Kompetice • populace dvou druhů se navzájem negativně ovlivňují čerpáním stejných ţivotních potřeb z téhoţ prostoru (u ţivočichů - místa úkrytu, potrava, místa pro rozmnoţování, u rostlin – světlo, voda, minerální látky) • strádají populace obou druhů nebo jeden druh vytěsní druhý • průběh konkurenčního vztahu závisí na počátečních hustotách obou populací, na rychlostech růstu, konkurenční síle a na nosné kapacitě prostředí Konkurence

• interferenční – konkurence realizovaná přímým kontaktem (2 dravci chtějí jednu kořist) • exploatační – konkurence realizovaná prostřednictvím nedostatkového zdroje

10. Predace

• vztah, kdy jedinci jednoho druhu jsou potravou (kořistí) jiného druhu (predátora, kořistníka) • predátor kořist většinou nejdříve zabíjí

10. Predace Kanibalismus vzájemné poţírání jedinců téhoţ druhu. Kanibalismus zpravidla vzniká pouze při ubývání prostoru či potravy, někdy se však také projevuje bez jednoznačných vnějších příčin, vyskytuje se zejména u dravých druhů, např dravých ryb, krahujcovitých. Lze rozdělit na kronismus = poţírání vlastních mláďat a kainismus = poţírání jedinců navzájem. Mezi bezobratlými existuje několik druhů, kde poţírají samice po kopulaci samce (kudlanka, strašník…)

10. Predace Kainismus

10. Predace

10. Predace

10. Predace

10. Predace

10. Predace

11. Parazitismius

11. Parazitismius - rostliny

Imelo biele- Viscum album

11. Parazitismius - rostliny

Loranthus europaeus - imelovec európsky ( Loranthaceae - imelovcovité )

Výskyt: Střední a jihovýchodní Evropa, na sever proniká do Saska, na východ aţ k Dněpru, jiţní hranice areálu prochází Sicílií a Balkánským poloostrovem. Izolovaný výskyt byl zaznamenán i na Krymu a v jiţním Turecku. U nás je nejčastější v Polabí a moravských úvalech. Ekologie: Roste na dubech (Quercus robur, Q. petraea, také Q. rubra a Q. cerris), vzácně i na trnce obecné (Prunus spinosa), javoru (Acer campestre), mimo naše území i na kaštanovníku (Castanea sativa) a některých jiných stromech. Vyskytuje se ponejvíce v nejteplejších oblastech, v pásmu pahorkatin. Popis: Dvoudomá poloparazitická keřovitá dřevina rostoucí nejčastěji na dubech (své kořeny – haustoria – zapouští do dřevního pletiva hostitelského stromu), 40–100 cm vysoká, kulovitého tvaru, bohatě větvená, větvičky oblé, lámavé, listy opadavé, téměř vstřícné, podlouhlé nebo podlouhle obvejčité, celokrajné, samčí květy v hroznech, samičí v krátkých klasech, drobné, ţlutozelené, plodem jsou hruškovité aţ kulovité bobule, ţluté. Kvete od května do června. V zimních měsících zůstávají na stromech jen nápadné ţluté plody.

11. Parazitismius Orobanche flava - záraza červenoţltá (Orobanchaceae - zárazovité) Rastie vo vlhkých lesoch s hrubšou vrstou humusu od pahorkatín po horský stupeň. Parazituje na deväťsiloch, podbeli, mačuche a prilbiciach.

11. Parazitismius Cuscuta epithymum Kukučina duškova

11. Parazitismius - cecidiofagie

11. Parazitismius

12. Parazitoidi • druhy, jejichţ samice kladou vajíčka dovnitř těl jiného hmyzu, larva parazitoida se pak vyvíjí uvnitř těla napadeného • zpočátku na hostiteli téměř neškodí, v závěru na konci jejich larválního vývoje ho usmrcují a často zcela zkonzumují • úzce potravně specializovaní

• zástupci čeledi lumkovití, lumčíkovití, kuklicovití atd.

12. Parazitoidi


Ekologie jedince

Ekologie populací



1 Ekológia jedincov a populácii

Recommend Documents